基于灰度關(guān)聯(lián)法的陸相頁巖脆性評(píng)價(jià)新方法

李 帥，陳軍斌，劉 京，李 育，曹 毅,3，聶向榮

(1.西安石油大學(xué) 陜西省油氣井及儲(chǔ)層滲流與巖石力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710065；2.西安石油大學(xué) 石油工程學(xué)院，陜西 西安 710065；3.西安石油大學(xué) 博士后創(chuàng)新基地，陜西 西安 710065)

引 言

頁巖孔隙度和滲透率極低，只有經(jīng)過壓裂改造形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)才能獲得工業(yè)性氣流。王漢青等[1]、刁海燕等[2]、秦曉燕等[3]、廖東良等[4]多位學(xué)者均認(rèn)為脆性是制約頁巖壓裂效果的主要因素之一，高脆性的頁巖可壓性好，容易產(chǎn)生多條裂縫，形成裂縫網(wǎng)絡(luò)，提高頁巖氣井最終可采儲(chǔ)量。當(dāng)前，評(píng)價(jià)頁巖脆性的方法主要分為3類：①基于頁巖礦物組成的評(píng)價(jià)方法。如Jarive等[5]將石英占總礦物的百分比作為頁巖脆性指數(shù)，石英含量越大，頁巖脆性越大。陳吉等[6]在Jarive研究的基礎(chǔ)之上提出應(yīng)將長石納入頁巖脆性評(píng)價(jià)指數(shù)中。Wang等[7]提出應(yīng)將白云石也加入到脆性指數(shù)計(jì)算公式中。Jin等[8]認(rèn)為硅質(zhì)礦物和碳酸鹽巖礦物均是脆性礦物。該類方法的主要問題在于對(duì)脆性礦物的認(rèn)識(shí)模糊，不僅認(rèn)為各種脆性礦物對(duì)頁巖脆性的貢獻(xiàn)率是等同的，而且沒有考慮黏土礦物對(duì)脆性的影響，這與實(shí)際情況不符。②基于頁巖力學(xué)特征的脆性評(píng)價(jià)方法。Rickman等[9]提出將楊氏模量和泊松比歸一化后再取二者的算術(shù)平均值作為脆性指數(shù)，并指出脆性指數(shù)大于50%時(shí)，容易形成復(fù)雜縫網(wǎng)。Vahid等[10]、李慶輝等[11]、肖佳林等[12]基于頁巖三軸破壞時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，選取頁巖破壞過程中不同階段的力學(xué)參數(shù)，提出了各自的脆性指數(shù)公式。Quinn等[13]和Protodyakonov等[14]基于頁巖沖擊實(shí)驗(yàn)和巖樣破壞后的破碎程度提出了各自的脆性公式，并指出頁巖破壞時(shí)破碎程度越高，脆性越高。該類脆性評(píng)價(jià)方法以室內(nèi)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在礦場應(yīng)用過程中，相關(guān)力學(xué)參數(shù)難以獲取或誤差較大，無法有效建立連續(xù)性的脆性指數(shù)剖面。③基于頁巖礦物組分和力學(xué)參數(shù)的脆性評(píng)價(jià)方法。廖東良等[4]在每種礦物前加入斷裂韌度作為加權(quán)系數(shù)來表征頁巖脆性指數(shù)。秦曉艷等[3]在每種礦物前加入該礦物的彈性模量與泊松比的比值作為權(quán)重系數(shù)來表征頁巖脆性。越來越多的學(xué)者認(rèn)為，結(jié)合頁巖礦物組分和力學(xué)參數(shù)的脆性方法能更準(zhǔn)確地表征頁巖脆性，是今后脆性評(píng)價(jià)的發(fā)展方向。鄂爾多斯盆地南部W區(qū)塊長7段頁巖是目前陸相頁巖勘探開發(fā)的重點(diǎn)層位[15-16]，為確定該層段脆性礦物，建立其脆性評(píng)價(jià)公式，利用RTR-1000巖石三軸測試系統(tǒng)和X射線衍射儀測試了W區(qū)塊10塊頁巖巖心的力學(xué)性質(zhì)和礦物組成，以峰值應(yīng)變表征頁巖脆性，采用灰度關(guān)聯(lián)法計(jì)算了頁巖每種礦物組分在脆性評(píng)價(jià)中的權(quán)重，并建立了一種新的基于頁巖礦物組分和其脆性影響系數(shù)的脆性評(píng)價(jià)方法，采用該方法對(duì)區(qū)塊內(nèi)L井進(jìn)行脆性評(píng)價(jià)，給出了壓裂設(shè)計(jì)建議。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品及儀器

實(shí)驗(yàn)巖心均取自鄂爾多斯盆地南部W區(qū)塊長7段頁巖儲(chǔ)層，取心深度為1350～1450 m，切割成Φ25 mm×50 mm的圓柱巖心，共計(jì)10個(gè)(編號(hào)為S-1—S-10)，均沿平行層理方向鉆進(jìn)，所取巖心表面無明顯裂隙。

實(shí)驗(yàn)儀器：美國GCTS公司RTR-1000型巖石三軸力學(xué)測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)最大軸向壓力為1 000 kN，最大圍壓和孔隙壓力均為140 MPa，最高溫度為150 ℃。試驗(yàn)控制精度為：壓力0.01 MPa，液體體積0.01 mL，變形0.001 mm；日本理學(xué)公司D/Max2600型粉晶X射線衍射儀，測試條件為：Cu Kα/1.541836A、固定單色器、閃爍計(jì)數(shù)器，管電壓40 kV，電流100 mA，掃描步長0.02°，計(jì)數(shù)時(shí)間為0.3 s，掃描范圍為3°～65°。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

頁巖三軸力學(xué)性質(zhì)測試步驟：①試樣塑封；②調(diào)試傳感器；③添加液壓油；④編制實(shí)驗(yàn)控制程序；⑤在軸壓與圍壓之間預(yù)加0.5 MPa差應(yīng)力，然后將圍壓加到指定值，保持圍壓不變，再采用應(yīng)變控制，增加軸壓直至試樣破壞，同步記錄各項(xiàng)參數(shù)。

礦物組分測試步驟：①首先用蒸餾水清洗巖心，去除樣品中的雜質(zhì)和殘留的鉆井泥漿；②將塊狀樣品靜置晾干后，用瑪瑙研缽研磨至150目左右，手摸無顆粒感；③使用帶窗孔鋁制樣品板，將其正面朝下，放置在一塊表面平整光滑的厚玻璃板上，裝入粉末，用刀片將粉末刮平搗實(shí)，適當(dāng)壓緊；④將做好的載玻片放置在X射線衍射儀的試驗(yàn)臺(tái)上，選定技術(shù)參數(shù)和試驗(yàn)條件后，啟動(dòng)儀器進(jìn)行測試，當(dāng)測角器轉(zhuǎn)過掃描范圍后，停止實(shí)驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

三軸應(yīng)力測試和礦物組分測試結(jié)果如表1所示。

表1 頁巖礦物組分及三軸力學(xué)參數(shù)測試結(jié)果Tab.1 Mineral composition and three axis mechanical parameters of shale

由表1可以看出，W區(qū)塊長7陸相頁巖含有石英、長石等11種礦物，其中含量較高的主要礦物為長石、石英、伊利石、白云石、透輝石、綠泥石、菱鐵礦。長石的體積分?jǐn)?shù)為25.2%～41.4%，平均為32.1%，石英體積分?jǐn)?shù)為22.5%～29.6%，平均為25.61%，伊利石體積分?jǐn)?shù)為17.3%～35.5%，平均為23.2%，白云石體積分?jǐn)?shù)為0%～17%，平均為10.51%，透輝石體積分?jǐn)?shù)為0%～14%，平均5.65%，綠泥石體積分?jǐn)?shù)為1%～2.7%，平均1.53%，菱鐵礦體積分?jǐn)?shù)為0%～1.5%，平均為0.57%，黃鐵礦、磁鐵礦、閃石、三水鋁石等4種礦物的體積分?jǐn)?shù)平均值均低于0.5%，且僅在個(gè)別樣品中存在，因此，不考慮其對(duì)頁巖脆性的影響。石英、長石、透輝石為硅質(zhì)礦物，白云石和菱鐵礦為碳酸鹽巖礦物，伊利石和綠泥石為黏土礦物。因此，W區(qū)塊硅質(zhì)礦物體積分?jǐn)?shù)約為63.36%，碳酸鹽巖礦物體積分?jǐn)?shù)約為11.08%，黏土礦物體積分?jǐn)?shù)為24.73%。根據(jù)礦物的力學(xué)性質(zhì)，可將硅質(zhì)礦物和碳酸鹽巖礦物歸為脆性礦物，黏土礦物歸為延性礦物，則該區(qū)脆性礦物體積分?jǐn)?shù)約為74.44%，延性礦物體積分?jǐn)?shù)約為24.73%。當(dāng)圍壓為5～25 MPa時(shí)，W區(qū)塊長7段頁巖泊松比為0.148～0.416，彈性模量為9.34～24.38 GPa，差應(yīng)力為24.2～96.6 MPa，峰值應(yīng)變?yōu)?.28～0.84。

2.2 脆性影響因素分析

頁巖主要由硅質(zhì)礦物、碳酸鹽巖礦物、黏土礦物構(gòu)成，不同礦物之間力學(xué)性質(zhì)差異較大。Mavko G[17]、Katahara K W[18]、Vanori T[19]、陳颙等[20]分別通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)獲得了頁巖礦物的基本力學(xué)參數(shù)，如表2所示。

表2 頁巖礦物材料參數(shù)Tab.2 Mechanical parameters of shale mineral

從表2可以看出，構(gòu)成頁巖的硅質(zhì)礦物、碳酸鹽巖礦物、黏土礦物的彈性模量和泊松比具有顯著差異，因此，當(dāng)各礦物組分的含量不同時(shí)，頁巖的宏觀力學(xué)性質(zhì)必然不同。頁巖樣品S-1—S-10的礦物組分和力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果也驗(yàn)證了這點(diǎn)，如圖1所示。

從圖1可以看出，當(dāng)S-1和S-2的加載圍壓均為5 MPa時(shí)，由于礦物組分的差異(S-1中黏土礦物含量較高，不含碳酸鹽巖礦物)，S-1和S-2的頁巖脆性不僅與基本礦物組分有關(guān)，而且還與其所處力學(xué)環(huán)境有關(guān)。由于頁巖層理普遍比較發(fā)育，局部微裂隙較多，當(dāng)圍壓增大時(shí)，孔隙和微裂縫被擠壓，頁巖由原來的“疏松”變?yōu)椤爸旅堋保瓉淼娜踅Y(jié)構(gòu)面之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的難度增大，抵抗外力的能力顯著增強(qiáng)。試驗(yàn)樣品S-2和S-3的加載圍壓分別為5 MPa和10 mPa，S-2的脆性礦物體積分?jǐn)?shù)為79.4%，延性礦物體積分?jǐn)?shù)為20.6%，S-3的脆性礦物體積分?jǐn)?shù)為75.9%，延性礦物含量為24.1%，二者礦物組分差異較小，但S-2的彈性模量為19.87，泊松比為0.198，而S-3的彈性模量為14.44，泊松比為0.358，力學(xué)性質(zhì)差異較大。因此，鄂爾多斯盆地南部W區(qū)塊長7陸相頁巖脆性不僅與礦物組分有關(guān)，還與其所處的力學(xué)環(huán)境密切相關(guān)，在頁巖脆性評(píng)價(jià)時(shí)，必須綜合二者對(duì)脆性的貢獻(xiàn)。

圖1 彈性模量、泊松比與頁巖樣品礦物組分關(guān)系Fig.1 Relationship between elastic modulus, Poisson's ratio of shale samples and their mineral composition

的彈性模量分別為11.81和19.87，泊松比分別為0.319和0.198。S-5和S-6的加載圍壓均為15 MPa，同樣由于礦物組分的不同(S-5中硅質(zhì)礦物含量和碳酸鹽巖礦物含量少，黏土礦物含量較高)，S-5和S-6的彈性模量分別為24.38和12.93，泊松比為0.148和0.236。根據(jù)彈性力學(xué)中脆性的物理含義，彈性模量越大，泊松比越小，頁巖脆性特征越明顯，說明W區(qū)塊長7段頁巖脆性特征與礦物組分密切相關(guān)。

2.3 礦物組分在脆性評(píng)價(jià)中的權(quán)重

目前普遍認(rèn)為，頁巖峰值應(yīng)變(頁巖發(fā)生破壞瞬間的軸向應(yīng)變)可較好地表征頁巖脆性，峰值應(yīng)變越小，脆性越大。因此，將頁巖峰值應(yīng)變視為母因素，將構(gòu)成頁巖的礦物組分視為子因素，利用灰度關(guān)聯(lián)法分析各礦物組分在脆性評(píng)價(jià)中的權(quán)重。具體方法如下：

(1)脆性指標(biāo)及其標(biāo)準(zhǔn)化。在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析時(shí)一般需要進(jìn)行無量綱處理，本文采用極大值標(biāo)準(zhǔn)化法，對(duì)于正指標(biāo)，用單個(gè)參數(shù)除以本指標(biāo)的最大值；對(duì)于負(fù)指標(biāo)，先用本參數(shù)的極大值減去單項(xiàng)參數(shù)，再用其差值除以極大值[21]。由礦物組分的力學(xué)性質(zhì)知，頁巖脆性與脆性礦物含量之間呈正相關(guān)，與延性礦物含量呈負(fù)相關(guān)?？紤]到黃鐵礦、磁鐵礦、閃石、三水鋁石在頁巖中的體積分?jǐn)?shù)極低，因此在脆性分析時(shí)，不考慮它們對(duì)頁巖脆性的影響。各礦物組分含量和峰值應(yīng)變值的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果如表3所示。

表3 頁巖礦物組分含量和峰值應(yīng)變值的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果Tab.3 Standardized data of shale mineral composition and peak strain

(2)求取灰關(guān)聯(lián)度。利用各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，計(jì)算主因素與子因素之間的灰關(guān)聯(lián)系數(shù)，進(jìn)而求得灰關(guān)聯(lián)度。若y0(k)為母序列，xi(k)為子序列，則y0(k)與xi(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)為

(1)

記Δi(k)=|y(k)-xi(k)|，則可得

(2)

式(1)、(2)中，ρ稱為分辨系數(shù)，ρ越小，分辨率越大，通常ρ=0.5。

關(guān)聯(lián)度

(3)

關(guān)聯(lián)度數(shù)值越大，表明該子因素對(duì)母因素的影響越大。關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果如表4所示。

衡量各因素對(duì)頁巖脆性的影響程度，就是計(jì)算各礦物組分相對(duì)于峰值應(yīng)變的權(quán)重，其表達(dá)式為

(4)

表4 巖樣礦物組分與峰值應(yīng)變的關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果Tab.4 Correlation coefficient and correlation degree between mineral components and peak strain of rock samples

將關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)帶入式(4)可得權(quán)重系數(shù)分別約為0.117、0.136、0.145、0.138、0.136、0.173、0.157。

由此可得，W區(qū)塊長7陸相頁巖脆性具有以下幾方面特征：①白云石、菱鐵礦、伊利石、綠泥石、透輝石、長石、石英對(duì)頁巖脆性的影響權(quán)重從高到低依次為0.173、0.157、0.138、0.136、0.145、0.136、0.117，權(quán)重系數(shù)最大相差不超過0.06。因此，在頁巖脆性評(píng)價(jià)時(shí)，7種礦物都必須考慮。②頁巖礦物組分中白云石、菱鐵礦、綠泥石、透輝石含量較少，但對(duì)脆性的貢獻(xiàn)卻很大，說明在脆性評(píng)價(jià)時(shí)必須綜合考慮礦物組分的含量及其對(duì)脆性的影響權(quán)重。③傳統(tǒng)的頁巖脆性評(píng)價(jià)往往只關(guān)注脆性礦物，而忽略延性礦物對(duì)脆性的影響。通過脆性影響因素權(quán)重分析知，延性礦物對(duì)脆性的影響較大，在W區(qū)塊長7陸相頁巖中，伊利石和綠泥石對(duì)脆性的影響權(quán)重分別為0.138和0.136，超過了石英的0.117，因此，在脆性評(píng)價(jià)時(shí)必須予以關(guān)注。

3 脆性評(píng)價(jià)新公式的建立與應(yīng)用

3.1 脆性評(píng)價(jià)新公式

頁巖脆性是由自身礦物組分和外在力學(xué)環(huán)境綜合決定的。頁巖礦物組分的脆性權(quán)重系數(shù)描述頁巖各礦物組分含量與峰值應(yīng)變的相關(guān)性和一致性。而峰值應(yīng)變反映的是頁巖脆性信息，因此，權(quán)重系數(shù)在一定程度上也是各礦物組分脆性特征的體現(xiàn)。頁巖脆性特征不僅與各礦物組分的含量有關(guān)，而且與礦物組分本身的脆性特征有關(guān)。頁巖礦物組分的權(quán)重系數(shù)可以視為各礦物的脆性影響系數(shù)，一般而言，頁巖脆性特征與脆性礦物含量正相關(guān)，與延性礦物含量負(fù)相關(guān)，因此，對(duì)于脆性礦物，其脆性影響系數(shù)即為權(quán)重系數(shù)，對(duì)于延性礦物，其脆性影響系數(shù)為權(quán)重系數(shù)的負(fù)值?；诖耍岢鲆环N結(jié)合頁巖礦物組分和其脆性影響系數(shù)的脆性評(píng)價(jià)新方法，公式為

B=a1W石英+a2W長石+a3W透輝石-a4W伊利石-a5W綠泥石+a6W白云石+a7W菱鐵礦。

(5)

式中：B為脆性指數(shù)；W石英、W長石、W透輝石、W伊利石、W綠泥石、W白云石、W菱鐵礦為石英、長石、透輝石、伊利石、綠泥石、白云石、菱鐵礦的體積分?jǐn)?shù)；a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7為各礦物組分的脆性影響系數(shù)，其值分別為0.117、0.136、0.145、0.138、0.136、0.173、0.157。式中不考慮含量極少的頁巖礦物組分對(duì)其脆性的影響。

3.2 應(yīng)用

3.2.1 室內(nèi)應(yīng)用

選取2塊W區(qū)塊的(S-11和S-12)標(biāo)準(zhǔn)長7陸相頁巖巖心進(jìn)行三軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線測試和礦物組分測試，利用新建立的脆性評(píng)價(jià)公式進(jìn)行脆性評(píng)價(jià)，結(jié)果如表5所示。

S-11和S-12的脆性破壞形態(tài)如圖2所示。

由頁巖脆性特征知，高脆性的頁巖彈性模量較大，峰值應(yīng)變、差應(yīng)力、峰值應(yīng)力較低[11]。由表5可得，頁巖樣品S-11的峰值應(yīng)變?yōu)?.4，S-12的峰值應(yīng)變?yōu)?.5，峰值應(yīng)變越小，脆性越明顯，同時(shí)相較于S-12，S-11的彈性模量大，差應(yīng)力低，峰值應(yīng)力低，且脆性破裂時(shí)形成的微缺陷結(jié)構(gòu)面較多，破碎程度較高。因此，可以得出，S-11的脆性大于S-12，而利用新建立的脆性評(píng)價(jià)方法得到S-11的脆性指數(shù)大于S-12，即S-11的脆性大于S-12，說明新的頁巖脆性評(píng)價(jià)模型在室內(nèi)可以較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)頁巖脆性特征。

表5 頁巖巖心脆性評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.5 Evaluation results of brittleness of shale cores

圖2 頁巖巖心脆性破壞形態(tài)Fig.2 Brittleness failure patterns of shale cores

3.2.2 礦場應(yīng)用

頁巖儲(chǔ)層壓裂施工前必須進(jìn)行可壓性評(píng)價(jià)，而儲(chǔ)層脆性是可壓性評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。對(duì)鄂爾多斯盆地南部W區(qū)塊L井進(jìn)行常規(guī)測井和ECS元素俘獲測井確定了該井的頁巖層段和礦物組分剖面， 結(jié)果表明，L井的頁巖層段主要集中在1 385.9～1 428.5m，含量較高的主要礦物為石英和伊利石，其中，石英的體積分?jǐn)?shù)為28.25%～68.63%，平均為40.86%，伊利石為13.52%～71.26%，平均為57.05%，還含有極少量長石、黃鐵礦、方解石、綠泥石、碳酸鹽巖和硅質(zhì)巖等，由于含量均極低，故在該井脆性評(píng)價(jià)時(shí)不考慮這些礦物對(duì)頁巖儲(chǔ)層脆性的影響，而只考慮含量較高的石英和伊利石。利用室內(nèi)新建立的脆性評(píng)價(jià)方法建立了該井在頁巖層段的脆性指數(shù)剖面，如圖3第3道(從右往左)所示。頁巖儲(chǔ)層可壓性問題必須綜合考慮地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)，適宜壓裂的頁巖儲(chǔ)層不僅含氣性要好，同時(shí)壓裂后還要形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)才能盡可能多地動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量。頁巖脆性指數(shù)是工程甜點(diǎn)的關(guān)鍵參數(shù)，有機(jī)碳含量和吸附氣豐度是地質(zhì)甜點(diǎn)的關(guān)鍵參數(shù)。王漢青等[1]認(rèn)為，地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)層可壓性的影響權(quán)重各為50%，因此，本文將脆性指數(shù)對(duì)儲(chǔ)層可壓性指數(shù)的貢獻(xiàn)確定為50%，有機(jī)碳含量和吸附氣豐度對(duì)儲(chǔ)層可壓性指數(shù)的綜合貢獻(xiàn)確定為50%，由于有機(jī)碳含量和吸附氣豐度本身也是相互影響的指標(biāo)，故認(rèn)為二者對(duì)地質(zhì)甜點(diǎn)可壓性指數(shù)的貢獻(xiàn)均為50%。頁巖脆性指數(shù)、有機(jī)碳含量、吸附氣豐度相對(duì)于頁巖可壓性指數(shù)均為正指標(biāo)，因此，在無量綱處理時(shí)，直接用單個(gè)參數(shù)除以本指標(biāo)的最大值。

圖3 L井頁巖層段脆性指數(shù)剖面及壓裂建議Fig.3 Shale formation brittleness index profile of L well and suggestions for fracturing of the well

由測井解釋結(jié)果知，L井頁巖層段(1 385.9～1 428.5 m)脆性指數(shù)為-0.065～0.062，平均脆性指數(shù)為-0.031，有機(jī)碳含量為1.08%～4.328%，平均有機(jī)碳含量為2.03%，吸附氣豐度為0.203～0.544 m3/t，平均吸附氣豐度為0.303 m3/t。通過計(jì)算得到L井頁巖層段(1 385.9～1 428.5m)的可壓性指數(shù)為-0.252～0.878，根據(jù)L井頁巖剖面上可壓性指數(shù)的相對(duì)大小，將可壓性指數(shù)為-0.260～-0.032時(shí)確定為不壓裂段，當(dāng)可壓性指數(shù)為-0.032～0.424時(shí)確定為可壓裂段，當(dāng)可壓性指數(shù)為0.424～0.88時(shí)確定為宜壓裂段。L井的脆性分析結(jié)果及壓裂建議如圖3所示。

從圖3可壓性指數(shù)計(jì)算結(jié)果可以看出，L井頁巖段1 385.9～1 388 m處，可壓性指數(shù)較高，且有良好的油氣跡象顯示，因此建議重點(diǎn)壓裂該段。

4 結(jié) 論

(1)鄂爾多斯盆地南部W地區(qū)長7段頁巖礦物組成復(fù)雜，含量較高的主要礦物為石英、白云石、菱鐵礦、長石、綠泥石、透輝石、伊利石，還有少量的方解石、黃鐵礦。該地區(qū)硅質(zhì)礦物體積分?jǐn)?shù)約為63.36%，碳酸鹽巖礦物體積分?jǐn)?shù)約為11.08%，黏土礦物體積分?jǐn)?shù)約為24.73%，即脆性礦物體積分?jǐn)?shù)約為74.44%，脆性礦物含量大于50%，表明該區(qū)塊儲(chǔ)層適合壓裂增產(chǎn)改造。

(2)利用灰度關(guān)聯(lián)分析法得出W區(qū)塊長7陸相頁巖中白云石、菱鐵礦、透輝石、伊利石、綠泥石、長石、石英對(duì)頁巖脆性的影響逐漸減弱，脆性影響權(quán)重系數(shù)分別為0.173、0.157、0.145、0.138、0.136、0.136、0.117，權(quán)重系數(shù)相差最大不超過0.06，因此，在頁巖脆性評(píng)價(jià)時(shí)各礦物對(duì)脆性的貢獻(xiàn)均應(yīng)予以考慮。

(3)建立了一種基于頁巖礦物組分和其脆性影響系數(shù)的脆性評(píng)價(jià)新方法。利用該方法對(duì)室內(nèi)頁巖巖心進(jìn)行脆性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果較為準(zhǔn)確。利用現(xiàn)場測井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)W區(qū)塊L井頁巖儲(chǔ)層脆性進(jìn)行連續(xù)性評(píng)價(jià)，篩選出高脆性層段，為儲(chǔ)層壓裂段的優(yōu)選和施工參數(shù)設(shè)計(jì)提供了一定的依據(jù)。