基于XRD矿物组成和岩石力学特征的陆相泥页岩脆性测井评价

摘要

本文通过全岩矿物X衍射（XRD）获得矿物组分，通过岩石力学测试获得泥页岩的力学破坏特征及脆性表现，并建立了相应的测井响应模型，得到了以下结论：(1)下寺湾地区长7段泥页岩可分为页岩和粉砂质泥页岩。其中页岩中粘土矿物含量平均56.5%：石英+长石的含量平均为35.5%；含粉砂质页岩的粘土矿物仅有32.0%；石英+长石含量平均含量55.5%。(2)针对常规测井解释中的多矿物解释模型难以有效识别泥页岩中的多种矿物这一技术难题，在泥页岩矿物组成分析基础上，把成因相近的矿物进行合并分类，采用矿物组合模型，进行了泥页岩的矿物组分解释，主要矿物成分解释值相对误差由原来的15%～20%以上，降低至10%以下，提高了测井解释泥页岩矿物组分的精度。(3)随着粉砂含量的增加，泥页岩的抗压强度和静弹性模量均增大，静泊松比则呈减小趋势。页岩总应变多小于0.65%，弹性变形阶段所占比例大，塑性变形阶段极短暂，然后破裂。粉砂质泥页岩的总应变在0.7～0.89%，塑性变形阶段所占比例稍大，应变量在0.1-0.2%之间。泥页岩总体表现为“弹—短塑性”特征，弹性模量越大、泊松比越低的岩石脆性特征越明显。(4)页岩主要以多重水平劈裂式破坏为主，主裂纹破裂完全，贯穿试样，在主裂纹的旁边密集形成众多细小的微裂纹破碎，但受矿物组分及层理结构面影响，裂缝形态多为水平层理缝。含粉砂较多的泥页岩，则以1—2条剪切破裂面为主，微裂纹发育不明显。(5)在建立的纵横波速度关系基础上，开展了测井的力学参数解释和动、静力学参数的校正。与实测结果相比，由校正公式计算出的岩石力学参数误差较小，可信度较高。(6)综合运用矿物分析法和岩石力学分析法重点井的长7段进行脆性分析，两种方法计算的脆性指数比较接近，从而获得了脆性参数剖面。其中，脆性指数大于35的泥页岩层段被视为可压裂段，这为寻找高脆性页岩发育层段，优选压裂目的层，提供了地质依据。