页岩气全球资源量巨大,具有勘探开发的潜力。国内外学者对于页岩气的富集机理和条件、有利优先区选择等进行了较多的研究,但是对于储层改造方法和技术、页岩气储层的可压裂性研究较少。本文对湘西北牛蹄塘组页岩气储层特征进行试验研究和理论分析,从定性和定量的角度评价其可压裂性,所开展的工作主要有:(1)开展了湘西北页岩气储层地质特征的研究。地质踏勘结果显示,牛蹄塘组页岩岩性为黑色炭质板岩,粉砂质炭质板岩,深灰、灰黑色薄层硅质岩;通X衍射仪分析了页岩的矿物组成,结果表明页岩脆性矿物含量平均为63.6%,在同类水平中较高,黏土矿物相对较低,平均含量为29.4%,主要以伊利石为主,含少量高岭石;通过扫描电镜观察了湘西北牛蹄塘组页岩气储层的微观结构,分析表明页岩微裂缝高度发育,同时含有大量呈蜂窝状和草莓状的小孔洞,孔缝系统密度高。(2)开展了湘西北页岩气储层物理力学特性的研究。物理试验研究表明页岩的天然密度在2.16g/cm~3~2.46g/cm~3之间、含水率和饱和吸水率平均值分别为0.615%和0.888%;页岩单轴抗压强度在78.04MPa~161.23MPa之间,杨氏模量和泊松比平均值分别为31.8GPa和0.23,应力-应变曲线没有明显的塑性变形段和屈服点,属于典型脆性破坏;三轴试验结果表明页岩在不同围压下破坏模式为剪切破坏,应力峰值强度在234.429MPa~324.478MPa之间;页岩在劈裂破坏时,抗拉强度极低在4.10MPa~15.14MPa之间,呈现沿中轴线径向产生张拉破坏特征。(3)建立了可压裂性评价模型。论文提出了利用页岩脆性系数、脆性矿物含量、黏土矿物含量和粘聚力几个关键指标定量评价湘西北页岩的可压裂性,运用层次分析法原理计算不同指标的权重系数,并使用极差变换法将参数标准化到0~1之间的无量纲常数,基于物理力学试验提供的基础数据计算出湘西北页岩气储层可压裂性系数为0.5,根据可压裂性系数的分级以及与胜利油田页岩可压裂性的对比分析,湘西北页岩气储层的可压裂性处于中等偏上水平。