摘要：四川盆地涪陵地区深层页岩气具有构造复杂、地应力高、地应力差大、地层温度高、致密化程度高、低孔低渗、孔渗变化规律复杂等地质特征,不同井之间产量差异大,原因之一是对于深层页岩气储层的地质力学特征和控制机理认识不足,适合压裂的甜点区间识别不准确。因此,对涪陵地区五峰组—龙马溪组海相页岩进行研究,围绕深层页岩气储层的微观地质力学特征与控制机理这一关键科学问题,通过微观岩石力学实验、数字光斑实验、X射线衍射、总有机碳含量、SEM扫描电镜等5个系列实验设计,结合数字图像处理技术,精细刻画了龙马溪组页岩在加载条件下的应力场和位移场变化及微观裂纹扩展过程,分析了龙马溪组页岩的变形与破裂特征。实验测得深层页岩总有机碳含量约为4.2%,石英含量为55.4%,黏土矿物含量为26.9%,明确了深层页岩的微观损伤变化的5个过程,即压密、弹性、裂纹均匀扩展、裂纹扩展破坏及脆性破坏。在石英等脆性矿物及有机质等软组分的控制作用下,深层页岩微观破裂具有多种裂缝扩展模式。同时,计算了深层页岩样品的断裂韧性指数,其中Ⅰ型断裂韧性指数为18.279 MPa·√m,Ⅱ型断裂韧性指数为1.243 MPa·√m。实验得到的断裂韧性指数可应用于评价深层页岩的脆性,也可为深层页岩的压裂改造提供指导。