基于细观处理的矿物含量和分布对页岩脆性的影响——以鄂尔多斯盆地延长组7段页岩为例

页岩的脆性研究涉及多尺度，为从细观尺度揭示矿物组分含量和分布形式对页岩脆性的影响规律，对页岩矿物组分进行细观处理并分类，应用COMSOL有限元分析软件，建立页岩细观数值模型，通过模拟加载围压和轴压处理为平面应力问题，并结合室内力学实验，从细观尺度对页岩脆性破坏机理进行探究。结果表明：①页岩受力后沿层理方向分布的次生微裂隙群不断发生挤压、起裂、扩张、贯通，最终导致宏观上的脆性损伤破坏；②碎屑矿物、碳酸盐岩矿物含量增加显著增强页岩的脆性，黏土矿物含量增加弱化了页岩的脆性；③矿物呈斜带状或块状分布时，不同矿物之间弱接触面上出现了明显的应力突变，当矿物呈无序随机分布时，应力集中区域呈零散分布。研究结果从宏-细观尺度明确了影响页岩发生脆性破坏的关键因素，为遴选射孔改造层段和设计储层压裂规模提供了理论依据。