页岩储层发育有大量层理、天然裂缝等结构弱面,缝网压裂过程中高压流体注入和水力裂缝扩展会影响天然裂缝的应力状态,导致处于临界应力状态的天然裂缝发生剪切滑移。天然裂缝的剪切滑移可以进一步沟通储层中的水力裂缝和天然裂缝,促进水力压裂后复杂缝网体系的形成。目前对于页岩储层水力压裂过程中裂缝相互作用机理研究集中在天然裂缝对水力裂缝扩展形态的影响方面,而对于水力压裂过程中天然裂缝的剪切滑移行为尚未进行深入研究。因此,有必要对页岩储层天然裂缝剪切滑移特性进行研究,以更好指导页岩储层缝网压裂施工。本文基于GCTS RTR-1000三轴力学测试系统,以鄂尔多斯盆地延长组长7段页岩为研究对象,开展了一系列研究。通过单轴、三轴压缩实验研究了取样区块页岩力学及变形特征,发现实验页岩为典型的脆性岩石,且随着围压的增大岩样破坏模式由张拉向剪切过渡,证明了页岩储层中天然裂缝发生剪切滑移的可能性;通过理论分析明确了地层中天然裂缝的受力状态,得到注入流体会大大降低天然裂缝所受正应力,促使其发生剪切滑移;基于以上实验现象及理论分析结果,设计了模拟页岩储层水力压裂过程中天然裂缝剪切滑移行为的实验新方法,并利用该方法分析了偏应力、围压、水力裂缝逼近角及裂缝面粗糙度对天然裂缝剪切滑移特性的影响。实验结果表明:天然裂缝剪切滑移特性实验划分为注入孔内压力上升、水力裂缝扩展及天然裂缝剪切滑移三个阶段,滑移量主要在天然裂缝剪切滑移阶段产生;天然裂缝在与水力裂缝相交后会发生张性破坏或剪切破坏,两种破坏形式下天然裂缝均会发生剪切滑移;张性起裂瞬间天然裂缝滑移速率高、持续时间短,而剪切起裂瞬间天然裂缝滑移速度相对较低、持续时间较长,天然裂缝剪切起裂模式下最大滑移距离约为张性起裂下的2~4倍;偏应力、围压、水力裂缝逼近角及天然裂缝面粗糙度均会对天然裂缝剪切滑移行为产生重要影响。较大的偏应力和围压有利于天然裂缝产生剪切滑移;水力裂缝逼近角为30°时天然裂缝剪切滑移距离最大;天然裂缝面粗糙度越小,其胶粘强度越小,越容易发生剪切滑移。研究结果进一步揭示了页岩储层水力压裂过程中天然裂缝力学响应及变形机制,为优化缝网压裂工艺措施提供了参考。