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全球经济快速发展,各国对能源的需求不断攀升。页岩气作为一种分布广泛的新型清洁能源,它的开发受到了各国的重视。当前,页岩气的主要开采方式是对页岩气储层进行压裂增产改造;而页岩气储层的物理力学特性对增产改造有着重要影响,储层的脆性评价又是其可压裂性评价的重要内容之一,因此开展对页岩气储层的物理力学特性研究和脆性评价对页岩储层的可压裂性评价及我国页岩气开发技术瓶颈的突破具有重要理论价值和实践意义。本文以湘西北某地区寒武系牛蹄塘组的页岩为研究对象,通过调研地质资料、踏勘现场了解了页岩储层所在地区的基本地层特征;通过称量法测得并分析了页岩在干燥、自然和饱和状态下的密度、含水率等基本物理特征;利用X粉末衍射仪进行X衍射实验,分析了页岩储层的矿物组分;利用扫描电镜观察和分析了页岩的矿物晶体相貌和孔隙结构特征;利用RYL-600剪切流变仪和RMT-150B岩石力学试验机对岩样开展了单轴压缩、三轴压缩和劈裂试验,获得并分析了页岩在单轴压缩条件下不同含水状态时的强度与变形特征、在三轴压缩条件下(围压分别为10MPa、25MPa和40MPa)的强度与变形特征以及在劈裂条件下的强度与变形特征;在调研分析国内外岩石脆性评价方法的基础上,结合本文实验所得数据运用不同脆性指数对页岩储层进行了脆性评价,并对评价结果进行了对比分析。研究结果表明本文页岩储层:(1)结构致密,天然含水率低且饱和含水率低于1%;脆性矿物含量较高,粘土矿物含量相对较低;微孔隙及微裂缝较为发育。(2)单轴抗压强度平均为102.54MPa,杨氏模量平均为27.85GPa,泊松比平均为0.23;随着含水率的增加,单轴压缩强度降低,泊松比提高;单轴压缩破坏时的应变为0.32%~0.74%,页岩在达到峰值强度后迅速炸裂破坏。随着围压的增加,页岩的抗压强度增加,杨氏模量也增加;三轴压缩条件下的破坏模式主要有单剪切破坏与劈裂破坏,破坏后残余强度与峰值强度比值低。劈裂时抗拉强度平均为11.07MPa,页岩达到峰值强度后迅速破坏,无残余强度。(3)不同脆性评价方法得出的评价结果不一致,综合对比分析后得:湘西北牛蹄塘组页岩脆性良好,适合压裂增产改造。