摘要：页岩强度是页岩油气开发所必需的基础技术参数,目前宏观室内实验和测井解释在制样、参数连续解释等方面存在困难。为实现页岩多尺度强度的有效评价,基于最大塑性耗散能原理,并结合微观多孔介质理论建立了页岩微/细观强度均匀化Π函数模型。根据页岩微观力学测试评价了纯黏土矿物的基本力学属性,开展了页岩微/细观力学测试的数值模拟,并通过量纲分析求解页岩微/细观硬度-强度模型。结果表明,微观尺度下的黏土堆积密度对强度参数影响显著,细观尺度下受非黏土夹杂相的影响,硬度和内聚系数的比值与摩擦系数正相关。开展了页岩细观力学实验,根据模型求解结果开展页岩宏观强度预测。以常规实验结果作为约定真值进行归一化比对分析的结果显示,页岩内摩擦角的归一化均值为1.12,内聚力的归一化均值为1.21。页岩强度表征新体系为有效解决页岩油气开发提供了依据。

关键词：页岩 多尺度 强度均匀化 数值模拟 表征方法 

单位：西安石油大学石油工程学院; 陕西西安710065; 陕西省油气井及储层渗流与岩石力学重点实验室; 陕西西安710065; 西北工业大学航空学院; 陕西西安710072