岩石脆性

岩石脆性与储层改造密切相关，是储层力学特性评价、井壁稳定性评 价及水力压裂效果评价的重要指标。但是当前还没有标准的、统一的岩石 脆性定义及测试方法。岩石的脆性虽然没有明确的定义，但以下性质已达 成共识：
(1)压、抗拉强度比(压拉比)； (4) 高回弹能； (5) 内摩擦角大。
弹性参数与矿物成分组合法
随石英含量增加，杨氏模量增加，泊松比减小，表明脆性越来越强; 随粘土含量增加，杨氏模量减小，泊松比增加，表明脆性越来越弱。岩 石破裂时体积变化量随杨氏模量的增加而减小 ，即岩石脆性随杨氏模量 的增加而增加，而泊松比与岩石脆性的关系恰好相反，为了更加突出脆 性强的岩石，综合上述两种计算方法，提出计算岩石脆性的新公式:
弹性参数法
这种方法认为杨氏模量越高，泊松比越低的岩石脆性更 强。然而它的不足之处，一是杨氏模量最大值和最小值的确 定方法不统一，因此不同区块的岩石脆性无法对比; 二是杨 氏模量和泊松比在脆性评价中的权重不确定，使得脆性的评 价存在不确定性; 三是连续计算脆性指数时通常用纵横波资 料，对于因井眼不规则和气体影响等因素需要进行校正。
岩石脆性
岩石脆性是指岩石受力破坏时所表现出的一种固有性质， 表现为岩石在宏观破裂前发生很小的应变，破裂时全部以弹性 能的形式释放出来。脆性指数表征岩石发生破裂前的瞬态变化 快慢（难易）程度，反映的是储层压裂后形成裂缝的复杂程度 。通常，脆性指数高的地层性质硬脆，对压裂作业反应敏感， 能够迅速形成复杂的网状裂缝；反之，脆性指数低的地层则易 形成简单的双翼型裂缝。因此，岩石脆性指数是表征储层可压 裂性必不可少的参数。
矿物组分法
一般，砂岩和页岩中常见的有三种矿物：石英、方解石 和粘土，其中石英脆性最强，方解石中等，粘土最差，因此 可用三种矿物含量来进行表征。
这种方法简单易操作，但岩石矿物组分多种多样，仅靠 这三种矿物组分含量来表征显得精确性不够，且该方法忽略 了成岩作用的影响，岩石是漫长的地质历史中由不同矿物成 分胶结而成，成岩过程中经历了不同的地质作用，存在压密 程度、空隙等方面的差异，因此即使矿物成分完全相同，脆 性程度也不同，这种方法适用于分析同一地区经历过相同地 质作用的岩石。
岩石脆性主要表现在以下几个独特方面：
(1) 岩石的脆性不同于像弹性模量、泊松比这样的单一力学参数，它受多个 因素共同制约，想要表征脆性，需建立特定的脆性指标。
(2) 脆性受内外因素共同作用。脆性是以内在非均质性为前提，在特定加载 条件下表现出的特性。
(3) 脆性破坏是在非均匀应力作用下，产生局部断裂，并形成多维破裂面的 过程。在外力作用下，岩石发生脆性破坏，内部微裂纹的萌生、裂纹稳定 扩展至非稳定交联的过程都与岩石的脆性密切相关。
脆性指数评价
岩石的脆性与其力学特性密切相关，根据脆性的定义和破 坏的现象，国内外学者根据不同的研究目的，从不同角度提出 近20 种表示岩石脆性的指标(基于强度、全过程应力–应变曲线 、加卸载试验、硬度测试、成分分析等)。而这些指标有的可以 反映岩石的脆性差异，有的测试方法不容易掌握，有的还需要 更多的测试以检验其准确性。现场上有两种比较常用的方法评 价岩石脆性，一种是弹性参数法，一种是矿物组分法。