随着全球能源需求持续增长，油气钻井工程正加速向特深层领域拓展，深层、超深层已成为我国油气资源增储上产的核心战略接替区。数据显示，中国的已探明油气储量中，深层、超深层资源占比约为 34%，但当前工程实践仅基本掌握 7000m以浅复杂地层的岩石破碎机理，对万米级特深层井底岩石力学特性与破碎规律的认知仍存在显著短板，直接制约了钻井设计优化、破岩工艺升级与油气藏开发效率提升。特深层井底处于高温高压耦合极端环境，储层岩石同时包含钙质、硅质等脆性组分与泥质、碳质等塑性组分，温压条件的变化会诱发岩石脆-塑性转化，从根本上改变裂纹萌生扩展行为与宏观破坏模式。现有相关研究多以常温常压或单一影响因素试验为核心，侧重单裂隙起裂模式与基础力学参数测试，对高温高压耦合条件下岩石裂纹全域演化规律的研究相对匮乏，也未系统厘清脆性特征对裂纹萌生、扩展行为的内在调控机制。岩石破碎机理的认知不足会直接影响钻头设计、破岩工艺参数匹配与开发方案制定，进而制约特深层油气开发效率与工程安全性。为此，研究团队采集砂岩、页岩、白云岩、泥岩4类不同层系的野外露头与井下岩心样品，通过高温高压耦合岩石力学试验结合颗粒流数值模拟，系统揭示温压环境下岩石脆-塑性变形规律与宏微观破碎机理，为特深层油气高效钻完井提供理论支撑。相关研究认识刊登在《石油学报》第47卷第7期。

（1）建立了基于能量划分模型的岩石全过程脆性评价方法，深化了高温高压耦合条件下岩石脆-塑性变形规律认识，明确岩石脆性不仅受控于矿物组成、初始缺陷等自身属性，还显著依赖温度与围压条件。

（2）系统揭示了岩石起裂应力水平的表征内涵与演化规律，指出起裂应力水平可定量表征岩石非均质性与结构差异，明确该参数受岩石结构、矿物成分、颗粒粒径等多因素共同影响。

（3）结合高温高压耦合岩石力学试验与 PFC软件的颗粒流数值模拟，还原了岩石裂纹萌生、扩展、贯通的完整演化过程，阐明了不同温压环境下的差异化破坏模式：常温条件下裂纹沿内部弱面起裂并向宏观破裂面扩展，高温高压条件下裂纹遍布试样内部、形态曲折且分支发育，多集中于试样两端薄弱区域。

（4）研究成果完善了特深层井底岩石破碎机理的理论认知，可为特深层油气井钻头优化设计、破岩工艺参数匹配、井壁稳定风险防控提供定量理论支撑，对提升特深层钻井效率、降低工程风险、优化油气藏开发方案具有重要指导意义，将为中国超深层油气资源高效勘探开发提供理论依据与技术参考。

论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202607011