我國頁巖氣及頁巖油的技術(shù)可采資源量分別居全球第一位和第三位。與北美相比，我國頁巖油氣資源具有埋藏深、物性差、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、成熟度偏低、開采難度大等顯著特征。如何實現(xiàn)頁巖油氣的高效開發(fā)已成為我國力學(xué)、地質(zhì)等學(xué)科亟待解決的問題。由于深部頁巖處于力、化、熱、流等多場耦合的復(fù)雜環(huán)境，其原位力學(xué)屬性評估的準(zhǔn)確程度將直接決定壓裂效果的優(yōu)劣，亦由此引出如含初場彈性力學(xué)問題解等一系列跨尺度科學(xué)問題。然而，傳統(tǒng)實驗室測試技術(shù)尚不能精確獲取原位狀態(tài)下的真實儲層參數(shù)，如何實現(xiàn)頁巖儲層原位脆性的精確評估是公認(rèn)的工程科學(xué)難題。

近日，中國科學(xué)院力學(xué)研究所趙亞溥團隊在其前期一系列研究構(gòu)筑的“Mechano-energetics”（力能學(xué)）理論框架下，提出了直接依托于現(xiàn)場壓裂施工曲線的儲層原位脆性評估方法。該方法通過剖析施工曲線這一油氣開發(fā)中的儲層“心電圖”數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了在工程現(xiàn)場對儲層原位性質(zhì)的精確“原位診脈”。

研究團隊考慮工程現(xiàn)場的“套管壓力”“油管壓力”“加砂”與“泵注排量”四條壓裂施工曲線，對加砂前壓裂過程開展深入剖析，提取得到儲層原位脆性指數(shù)。同時，依托該團隊此前用于地質(zhì)材料評估的“Ashby圖”研究范式（Materials 2020， 13， 2517），對儲層脆性進行了橫向系統(tǒng)評估，由此構(gòu)建起一整套數(shù)據(jù)分析與儲層評估方法。

相關(guān)研究以Fluctuation of fracturing curves indicates in-situ brittleness and reservoir fracturing characteristics in unconventional energy exploitation為題發(fā)表于Energy。研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目、中科院前沿科學(xué)重點研究計劃等項目的支持。

（來源：中國科學(xué)院力學(xué)研究所）FCC6E955-0242-4FBA-B460-20FB89E63374