經(jīng)過近十年的探索實踐，我國中深層頁巖氣資源（埋深小于3500m）已實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)。埋深超過3500m的深層頁巖氣占總資源量的65%以上。深層頁巖氣井埋深更大（3500~5000m）、地層溫壓更高，其儲層改造面臨挑戰(zhàn)。深部頁巖儲層力學(xué)特性表征是保障深層頁巖氣資源安全高效開發(fā)的重要基礎(chǔ)性工作，目前尚缺乏系統(tǒng)深入的研究。

為此，依托國家重大科技專項，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油化工股份有限公司江漢油田分公司合作，選取四川盆地某一深層頁巖氣先導(dǎo)試驗井，針對整套上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組含氣頁巖儲層（埋深約3700m，厚度約83m），采集了全部9套地質(zhì)小層的代表性井下巖心，開展了高應(yīng)力條件下（圍壓80MPa）的三軸壓縮試驗，研究了各小層頁巖的強度及變形破壞特征，定量表征了全應(yīng)力-應(yīng)變曲線峰后段的復(fù)雜形態(tài)（圖1），建立了能夠有效描述圍壓效應(yīng)的新型脆性評價指標。結(jié)果表明，頁巖儲層力學(xué)參數(shù)在縱向上具有較強的非均質(zhì)性，隨著圍壓（埋深）的增大，試樣破裂復(fù)雜度減弱，脆性下降顯著（圖2），解釋了當前深層頁巖氣產(chǎn)量普遍較低的原因，為深層頁巖水平井鉆井、壓裂施工優(yōu)化設(shè)計提供了重要參考。

相關(guān)研究成果以Rock mechanical characteristics of deep marine shale in southern China, a case study in Dingshan block為題，發(fā)表在Journal of Petroleum Science and Engineering上。