與油氣儲層緊鄰的上、下地層分別稱(chēng)之為頂板和底板，頂底板和儲層的力學(xué)特性差異直接影響著(zhù)油氣資源的保存和水力裂縫的擴展。傳統的油氣資源保存條件評價(jià)主要圍繞頂底板的孔隙結構、熱演化、構造活動(dòng)和埋藏歷史等方面展開(kāi)，屬于構造地質(zhì)學(xué)的范疇，極少從力學(xué)角度揭示頂底板的變形和破裂機制。

　　為此，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所油氣中心團隊科研人員與中國石化合作，選取海相龍馬溪組含氣頁(yè)巖儲層及其頂板砂巖和底板灰巖代表性樣品，制備了模擬儲層和頂底板結構的砂巖-頁(yè)巖-灰巖組合體試樣，考慮了強-弱兩種界面膠結特性，從力學(xué)參數、裂縫形貌、脆性和破裂機等方面揭示了頂底板和頁(yè)巖儲層的力學(xué)特性差異。研究發(fā)現，頂底板相對于頁(yè)巖儲層，具有更高的強度和彈模，在構造擠壓作用下，具有更強的抗破裂能力，有助于保持自身的完整性和油氣資源的保存。弱膠結屬性的界面能夠抑制裂縫的穿層擴展，有利于油氣資源的保存和水力裂縫縫高的控制。研究結果有助于在地質(zhì)力學(xué)和壓裂工程方面形成對于頂板-儲層-底板地層系統的整體認識。

　　相關(guān)研究成果以Mechanical properties of marine shale and its roof and floor considering reservoir preservation and stimulation為題，發(fā)表在Journal of Petroleum Science and Engineering。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920410522000845

圖1.含氣頁(yè)巖儲層及其頂底板巖性剖面

圖2.不同界面膠結屬性下組合體試樣破裂機制匯總