NB/T10248—2019 目 次 前言 范围 I 规范性引用文件 3 术语与定义 4 仪器设备和材料 矿物组分法 5.1 页岩矿物组分测定 5.2 页岩矿物脆性指数计算 5.3 页岩矿物脆性指数评价 6 岩石力学法 6.1 岩石力学参数测定 6.2 页岩岩石力学脆性指数计算 6.3 页岩岩石力学脆性指数评价 附录A（资料性附录） 权重系数确定方法 参考文献· NB/T10248—2019 页岩脆性指数测定及评价方法 1范围 本标准规定了矿物组分法和岩石力学法两种页岩脆性指数测定及评价方法。 本标准适用于页岩气勘探开发中的页岩脆性评价。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 SY/T5163一2018沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法 ASTMD7012一14e1压力及温度变化下原状岩心样品抗压强度及杨氏模量标准测试方法 (Standard test methods for compressive strength and elastic moduli of intact rock core specimens under varying states of stress and temperatures) 3术语与定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 页岩脆性指数brittlenessindexofshale 表征页岩破坏形成多维破裂面能力的综合力学特性参数。 3.2 页岩矿物脆性指数 mineralbrittlenessindexofshale 基于矿物组分计算的页岩脆性指数。 3.3 页岩岩石力学脆性指数rockmechanicsbrittlenessindexofshale 基于杨氏模量及泊松比计算的页岩脆性指数。 3.4 mineralbasedmethod 矿物组分法 基于矿物组分分析实验，测定及评价页岩脆性的方法。 3.5 岩石力学法 rockmechanicsbasedmethod 基于岩石力学实验，测定及评价页岩脆性的方法， 4仪器设备和材料 仪器设备与材料如下： NB/T10248—2019 a）X射线衍射仪：测量仪测角准确度优于0.02°；仪器分辨率优于60%；综合稳定度优于±1%。 b）岩石力学仪：加载框架的刚度大于5×10°N/m；载荷检测最大允许误差±2kN；变形检测分 辨率优于0.0025%，最大允许误差±2%。 c）页岩样品：矿物组分法用页岩样品符合SY/T5163--2018中3.1的规定；岩石力学法用页岩 样品符合ASTMD7012—14e1中8.1.1的规定。 5矿物组分法 5.1页岩矿物组分测定 按照SY/T5163一2018中3.2规定的方法测定页岩样品中的黏土矿物、石英、长石、方解石、白 云石、黄铁矿的质量百分含量。 5.2页岩矿物脆性指数计算 5.2.1岩石力学权重法 综合考虑各矿物含量及对应力学性能对页岩脆性的影响，按公式（1）计算页岩矿物脆性指数， 权重系数和修正常数项的推荐值见表1，计算结果取整。权重系数计算方法参见附录A。 BM = (aXquarz + βX dolomite + yXealite + nX eldspar + CX pyrie+Xelay +k) × 100 ..... (1) 式中： BMI 页岩矿物脆性指数（岩石力学权重法），无量纲； Xquartz 样品中石英质量分数，%； Xdolomite 样品中白云石质量分数，%； Xealite 样品中方解石质量分数，%； Xreldspar 样品中长石质量分数，%； Xpyrite- -样品中黄铁矿质量分数，%； Xelay 样品中黏土矿物质量分数，%； α，β，，n，，の，K-一石英、白云石、方解石、长石、黄铁矿、黏土矿物的权重系数及修正 常数项。 5.2.2脆性矿物法 按公式（2）计算页岩矿物脆性指数，计算结果取整。 BM2 = (Xquartz + Xdolomite + Xealcite + Xieldspar + Xprite) × 100 式中： BM2——一页岩矿物脆性指数（脆性矿物法），无量纲。 5.3页岩矿物脆性指数评价 5.3.1岩石力学权重法计算的页岩矿物脆性指数按照表2评价页岩脆性等级。 5.3.2脆性矿物法计算的页岩矿物脆性指数按照表3评价页岩脆性等级。 2 NB/T10248—2019 表1不同矿物的权重系数推荐值 矿物名称 符号 权重系数 石英 0.74 α 白云石 β 0.69 方解石 0.43 长石 0.32 黄铁矿 2.22 黏土矿物 0.05 修正常数项 K 0.13 表2 页岩矿物脆性指数 【（岩石力学权重法）等级划分表 页岩矿物脆性指数 评价等级 Bml ≥ 65 好 55 ≤ BMl < 65 较好 30 ≤BMl<55 中 BMl < 30 差 表3页岩矿物脆性指数（脆性矿物法）等级划分表 页岩矿物脆性指数 评价等级 BM2 ≥ 70 好 较好 60 ≤ BM2 < 70 40 ≤Bm2 < 60 中 差 BM2 < 40 6 岩石力学法 6.1 岩石力学参数测定 按照ASTMD7012--14e1中9.1至9.4的测试程序，10.3.5至10.3.6中要求的数据处理方法测定 页岩样品的静态杨氏模量和静态泊松比， 2页岩岩石力学脆性指数计算 6.2 按公式（3）计算页岩岩石力学脆性指数，计算结果取整。 (E, - Emin)/(Emax - Emin) + (vmax - vs)/(vmax - Vmin) ....... (3) BYB = ×100 2 式中： ByB—页岩岩石力学脆性指数，无量纲； 3 NB/T10248—2019 E— -样品静态杨氏模量，MPa； Emin—页岩静态杨氏模量下限，MPa，般取值0.7×10*MPa； Emax 页岩静态杨氏模量上限，MPa，一般取值5.5×10*MPa； 一样品静态泊松比，无量纲； Vmin—页岩静态泊松比下限，无量纲，一般取值0.10； Vmx—页岩静态泊松比上限，无量纲，一般取值0.40。 6.3 页岩岩石力学脆性指数评价 按照表4评价页岩脆性等级。 表4 页岩岩石力学脆性指数等级划分表 页岩岩石力学脆性指数 评价等级 ByB ≥ 65 好 S9 > g SS 较好 30 ≤ ByB < 55 中 ByB < 30 差 NB/T10248—2019 附录A （资料性附录） 权重系数确定方法 A.1利用矿物组分计算岩石力学参数 A.1.1动态杨氏模量/泊松比计算 表A.1中黏土矿物、石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿的动态杨氏模量及动态泊松比与对应矿 物质量分数，按公式（A.1）计算页岩样品的动态杨氏模量，按公式（A.2）计算页岩样品动态泊松比。 Ea = ZX,E, (A.1) 式中： Ea—页岩动态杨氏模量，MPa； 石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿及黏土矿物； E, -矿物动态杨氏模量，MPa； X—矿物质量分数，%。 =xy (A.2) 式中： Vd 页岩动态泊松比； 石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿及黏土矿物； i- 矿物动态泊松比； Vo X 矿物质量分数，%。 A.1.2 按照6.1测试静态杨氏模量及静态泊松比，测试样品不少于5个。 A.1.3以动态杨氏模量为自变量，静态杨氏模量为因变量，采用最小二乘法拟合得到线性方程（A.3）。 E,=aEa+b (A.3) 式中： 一页岩静态杨氏模量，MPa； E。—页岩动态杨氏模量，MPa； a，b—拟合线性方程系数。 A.1.4以动态泊松比为自变量，静态泊松比为因变量，采用最小二乘法线性拟合得到线性方程（A.4)。 V,=mVa+n (A.4) 式中： 页岩静态泊松比； Va-—页岩动态泊松比； m，n—拟合线性方程系数。 A.2权重系数计算 按公式（A.5）计算页岩岩石力学脆性指数： 5 NB/T 10248—2019 (aZ X,E, + b - Emn)/(Emx - Emn) +[vmx - (mZX,v, + n)]/(vmx - Vmn) × 100 Byr 2 (A.5) 公式（A.5）转换为公式（A.6）： aE mv × 100 ... (A.6) E. 对应公式（1）页岩矿物脆性指数（岩石力学权重法），计算石英的权重系数。 mVquarz (A.7) Vmax 其他矿物权重系数参照公式（A.7）计算。 按公式（A.8）计算修正常数项： (A.8) 表A.1不同矿物的动态杨氏模量和动态泊松比推荐值 矿物名称 动态杨氏模量，MPa 动态泊松比 石英 95942 0.07 白云石 105309 0.26 方解石 78010 0.31 长石 64838 0.32 黄铁矿 283056 0.17 黏土 21914 0.34 6