岩石力学性质分析：富有机质页岩的沉积环境与成岩作用

页岩气储层压裂是页岩气开采的关键。页岩的岩石力学性质是进行压裂设计必须考虑的重要因素，并且它影响到储层改造时水力压裂裂缝的方向、长度、形态等特征。因此，对页岩力学性质特征的准确表征是水力压裂成功的关键。

表征页岩岩石力学性质的参数包括弹性模量、泊松比、地应力特征、岩石强度等。

弹性模量是弹性材料最重要、最具特征的力学性质，也是物体变形难易程度的表征。根据不同的受力情况，分别有相应的拉伸弹性模量（杨氏模量）、剪切弹性模量（刚性模量）、体积弹性模量等。对于页岩而言，一般研究其杨氏模量。杨氏模量越高，脆性越大，钻井过程中越容易产生裂缝，有益于页岩气的开采。测量杨氏模量最常用的方法是拉伸法。

泊松比是横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值。泊松比越低，页岩脆性越大且越容易压裂产生裂缝。常用的测量方法也是拉伸法。(www.xing528.com)

页岩的岩石应力分析，包括岩体内应力的来源、初始应力（构造应力、自重应力等）、二次应力、附加应力等。初始应力由现场测量决定，常用钻孔应力解除法和水压致裂法。二次应力和附加应力常用固体力学经典公式。

抗压强度是页岩气开发阶段的压裂强度计算的重要参数，对页岩气资源开发具有重要意义。页岩岩石强度，包括抗压、抗拉、抗剪强度及岩石破坏、断裂的机理和强度准则。室内常用压力机、直剪仪、扭转仪及三轴仪等仪器，现场做直剪试验和三轴试验，以确定强度参数。

岩石单轴抗压强度是岩石在无侧限条件下受轴向力作用破坏时单位面积所承受的荷载，是岩石最重要的物理力学性质之一。岩石三轴抗压强度试验是在三向应力状态下，测定和研究岩石变形和强度特性的一种试验。