脆性指数计算公式

国外页岩脆性指数评价与致密砂岩评价指标适用性？

脆性系数的明确的定义：

文献出处：岩石脆性及描述岩爆倾向的脆性系数杨氏模量和泊松比并非直接反映岩石脆性的参数，但是目前一来定性的认为杨氏模量越大，泊松比越小，岩石脆性越好。但其实杨氏模量的大小受控于岩石强度和弹性应变量两个方面。而脆性是指岩石在破裂前发生很小的塑变能力，破裂时全部以弹性能的形式释放出来。

①利用岩石矿物学方法进行计算（Jarvie, D.，2007）

brittlenessidex=石英/石英+碳酸盐+粘土

文献出处：A Practical Use of Shale Petrophysics forStimulation Design Optimization

理想的页岩气特征在脆性指标上是这样评价的：相对较高的硅质或者碳酸盐矿物，粘土含量＜30%。针对国内页岩气的岩心做了X衍射以及全岩矿物组成之后对比美国的页岩气岩心粘土含量总结而来的这个数值。并不是说一定要小于30%，但是只能说这可以作为国内页岩气评价的一个考虑标准。粘土矿物和脆性指数的多少只是对我们工程方面有好处，脆性矿物高，容易压裂改造，粘土矿物高，不容易压力改造，填充进去的石英砂或者陶粒没有起到支撑人工裂缝的作用，而镶嵌在了储层中。

②利用岩石力学方法杨氏模量和泊松比综合计算（rickman R ,2008）,

文献出处：Petrophysical consideration in evaluation shale gasresources

动态法：通过岩石力学实验直接测量得到，难度在于岩石样品的加工钻取，尤其是对于泥页岩。

静态法：通过波速测量，能较好的反应岩石在水力作用下裂缝扩展能力的参数主要是断裂韧性和裂缝扩展速率因子。可以通过双扭法测量。附件提供了barnett 页岩相关岩石力学参数的测试方法供参考。

文献出处：Natural fractures in the barret shale andimportance for hydrofracture

动静态参数间的关系：Larry Britt, Jerry Schoeffler. The Geomechanics OfA Shale Play: What Makes A Shale Prospective. SPE Eastern RegionalMeetingSPE125525-MS 2009

由于泊松比和杨氏模量的单位有很大的不同，为了评价每个参数对岩石脆性的影响，应该将单位进行均一化处理，然后平均产生百分数表示的脆性系数。Rickman 在文章中提出基于北美泥页岩数据统计的基础上，认为泥页岩的杨氏模量分布在1~8GPa，泊松比分布在0.15~0.4分为内。

通过计算归一化杨氏模量和泊松比的平均值来得到脆性系数，

BI=(YM_BRIT+PR_BRIT)/2 (2)

YM_BRIT=(YMS_c-1)/(8-1)×100%

PR_BRIT=(〖PR〗_c-0.4)/(0.15-0.4)×100%

式中：YMSC，综合测定的杨氏模量，MPa；PRC，综合测定的泊松比，μ；YM_BRIT，均一化后的杨氏模量，无量纲；PR_BRIT，均一化后的泊松比，无量纲；BI，脆性系数，%。该公式不适合静态参数的脆性指数计算。

个人认为针对致密砂岩的脆性指数评价仍然应该以两个方向入手，与页岩一样。只是评价方法需要革新，其侧重点可能不仅仅是杨氏模量、泊松比，还有其他参数？又对这个方向感兴趣的吗？