黔西北地区龙马溪组页岩有机质和脆性矿物的控缝机制

页岩"甜点"层段中有机质和脆性矿物对裂缝的发育具有极为重要的控制作用,揭示并把握裂缝萌生、发育和演化的机理与规律,对于压裂目标层段的优选以及页岩气增产和稳产具有极为重要的工程实践价值。以黔西北地区龙马溪组页岩为例,通过地化测试、岩石力学实验以及扫描电镜,深入剖析和揭示了"甜点"层段中与有机质和脆性矿物相关的控缝机制,并结合数值模拟实验展现了"甜点"层段中裂缝的形成和演化的完整过程。研究结果表明,有机质和脆性矿物的同步富集为裂缝的发育和演化提供了重要的物质基础,其中裂缝趋向于沿着有机质形成的结构面传播,有机质的孔隙结构对裂缝具有较为明显的诱导机制。在外力作用下,内在积累的能量转化为脆性矿物的变形和变位,脆性矿物含量越高者裂缝发育能力越强,裂缝发育程度越高。数值模拟实验呈现了一种由于有机孔隙和脆性矿物所导致的应力集中从而诱发裂缝萌生和演化的整个过程。该研究成果可为深化认识裂缝的成因机理以及压裂施工过程中相关压裂参数的调整提供一定的借鉴与参考。