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页岩气气井钻井过程中,常规岩石力学参数一般通过宏观岩石力学实验、井下取芯、测井等手段获得,但是取芯困难,尤其是页岩的岩心且浪费有效生产时间,增加钻井成本,所以迫使我们探索一种成本低、岩样制备简便,在一定条件下,测得的岩石力学参数可以替代宏观岩石力学参数的实验方法。因此,本文提出了一种基于微米压痕实验确定岩石力学特性的新方法。通过微米压痕实验可以快速得到露头页岩、随钻岩屑的压痕模量和压痕硬度两个基本力学参数。本文主要研究内容包括:实验方法选择;实验设备确定、实验样品获取与制备、实验加载力和加载速率的确定;微米压痕实验影响因素研究;不同硬度的关系研究;通过页岩细-宏观尺度力学特性的对比分析证明该实验研究的可行性;通过微米压痕实验对比分析五峰组和龙马溪组页岩力学特性以及在同一层位下不同压痕方向力学特性对比研究;用压痕实验方法表征页岩脆性指数的研究。本文研究主要得到了以下结论:1)页岩微米压痕实验确定的加载力为50N;加载速率为10N/min。2)微米压痕实验能快速确定页岩压痕模量和压痕硬度这两个重要的力学特性参数,通过与单轴和三轴力学实验的比较,能够较好的代替常规力学实验。3)马氏硬度小于压痕硬度和维氏硬度。针对玻氏压头,维氏硬度值约为压痕硬度值的0.0918倍,马氏硬度值约为压痕硬度值的0.9671倍。4)通过对接触零点、压头面积函数、压头尖端半径、岩样表面粗糙度、温漂、卸载曲线拟合、压痕间距这七个方面影响因素的研究,压头尖端半径、表面粗糙度和卸载曲线拟合对实验结果影响较大。温漂对微痕实验影响可忽略。5)五峰组页岩在压痕模量和压痕硬度上均是略大于龙马溪组页岩。五峰组页岩的压痕模量在17GPa左右,压痕硬度在1GPa左右。针对五峰组页岩,平行层理面压入时压痕模量大于垂直层理面压入时压痕模量(约2.2GPa)。但平行层理面压入时压痕硬度却略小于垂直层理面压入时压入硬度(约0.007GPa)。6)压痕实验也能表征页岩脆性指数,其大小在0.19～0.64之间,平均值为0.38。通过本论文的研究可以形成一套测量页岩力学特性的微米压痕实验方法,用一种细观尺度下的实验方法来替代宏观尺度下岩石力学实验,对钻完井现场页岩力学参数的获取非常有帮助。