贵州西部二叠系龙潭组为典型海陆过渡相含煤细粒沉积体系,其复杂力学性质直接影响页岩气甜点识别与压裂层段优选。本研究以龙潭组粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和炭质泥岩为对象,综合有机地球化学、岩石学、储层物性及单轴压缩试验开展系统分析。结果表明,研究层段具有富有机质、过成熟、高黏土矿物、低脆性矿物、低孔-超低渗特征;岩石单轴抗压强度为44.80~257.90 MPa,弹性模量为4.13~20.06 GPa,力学性质表现出显著非均质性。粉砂岩及部分粉砂质泥岩强度和脆性较高,以拉伸劈裂破坏为主;泥岩和炭质泥岩强度、脆性较低,更易发生剪切破坏。

图1.龙潭组细粒沉积岩力学性质分析图
研究揭示了“沉积-成岩-构造、有机-无机相互作用及储层物性”共同控制龙潭组细粒沉积岩力学性质。潮坪相稳定构造区的粉砂质泥岩具有较高强度和脆性;石英是增强强度与脆性的首要正向因素,斜长石、白云石、伊利石/绿泥石及连通中孔等亦具有促进作用,而TOC和黏土矿物为主要负向因素,高孔隙度、大孔比例和含水饱和度进一步削弱岩石力学性能。基于上述认识,研究建立低强度-低脆性与高强度-高脆性两类端元控制模式:后者主要对应稳定区晚成岩阶段潮坪相粉砂岩和粉砂质泥岩,单轴抗压强度通常大于200 MPa、脆性指数大于0.7,易形成复杂拉伸裂缝网络,可作为压裂工程甜点优选的重要依据。

图2.龙潭组细粒沉积岩力学性质控制模式图
相关研究成果近期发表在石油地质领域国际重要期刊《Petroleum Science》。论文通讯作者为Beat365中文官方网站(华东)徐尚教授,第一作者为博士生贺前阳,合作者包括Beat365中文官方网站(北京)克拉玛依校区冯一丁,贵州乌江页岩气勘探有限公司李刚权与何新兵,贵州能源集团王胜。研究得到高校青年教师科研创新能力支持项目(U40)的资助。
论文信息:HeQianyang, XuShang*, FengYiding, Li Gangquan, Wang Sheng, He Xinbing. 2026. Study on mechanical properties and control mechanism of fine-grained sedimentaryrocks of the Permian Longtan Formation in western Guizhou, SW China[J]. Petroleum Science. https://doi.org/10.1016/j.petsci.2026.09.029.