贵州省页岩气地质资源量约为8.67万亿立方米,位居全国第四,勘探潜力巨大。但是由于贵州地质构造复杂,造成贵州地区页岩气勘探开发存在开采难度大,开采成本高等缺点,制约了贵州页岩气的规模性开发,目前仅在黔北正安地区取得阶段性突破。正安地区归属上扬子川南-黔北地层分区,该区域在地质历史阶段经历了多期次的构造变形、褶皱运动及改造作用,断裂带广泛发育,地应力环境较为复杂。 本文以正安页岩气勘探开发主力区—安场向斜的五峰-龙马溪组页岩储层为研究对象,基于研究区地质特征,依据前人研究经验选取储层可压性评价因素,并通过储层构造应力场数值反演、测井解释等获取各可压性评价因素的值域特征与分布特征,然后运用层次分析法对储层可压性在研究区内的分布情况进行评价。此外,根据研究区地质特征,结合前述物理试验与数值试验结果,对储层在地质因素与工程因素影响下的水力压裂特性。主要结论如下: (1)安场向斜位于贵州省正安县安场镇,属于上扬子地台。在其构造应力历史中,燕山运动和喜山运动的影响最为显著。燕山期构造作用为安场向斜地区的构造形态奠定基础,喜山期构造作用在燕山期构造作用的基础上进一步抬升和改造。 (2)安场向斜五峰-龙马溪组页岩储层整体呈现出高脆性矿物、低黏土矿物的储层矿物组合特征,储层核部脆性矿物含量高于储层翼部脆性矿物含量。弹性模量-泊松比法对研究区目的层脆性指数的计算结果显示,安场向斜翼部与核部的页岩脆性指数介于0.30~0.55之间,属于中等脆性储层。 (3)通过构造应力场数值模拟得到储层燕山期、喜山期及现今的构造应力分布情况,并定量预测了储层的水平地应力差异系数和储层裂缝发育程度分布特征。储层的裂缝发育分布情况以及水平地应力差异系数分布情况明显受到储层断裂带的影响,断裂带内部地应力差异系数值普遍大于0.5,可压性较差。断裂带内部以及断裂带交汇处大多处于裂缝发育区,而正常沉积层多处于裂缝较发育和轻微发育区。后期开发时建议优先选择裂缝较发育进行探勘开发。 (4)基于层次分析法的综合评价显示,可将安场向斜五峰-龙马溪组页岩储层的可压性系数分为3个等级:储层可压性中等(0.512h)与岩石力学参数协同控制缝网形态:当K_h≤0.3时,低应力差环境下裂缝之间的相互影响显著,裂缝扩展形态较为复杂;K_h≥0.35时最大主应力主导形成单一平面裂缝。高弹性模量与低泊松比组合促使中部主裂缝诱发邻近裂缝转向,并在E=65GPa,μ=0.17时产生缝间相交现象。储层破裂压力受储层岩石力学参数变化的影响,储层破裂压力随弹性模量的增高(泊松比的降低)而逐渐增高。