渝东北地区龙马溪组页岩吸水特性及对其力学性质的影响

发布时间：2021-09-29 02:57

　　页岩中含有一定量的黏土矿物,在与水基压裂液接触后会表现出与泥岩相同的膨胀特性和强度弱化效应,进而引起套管外载增加,在页岩储层压裂过程中套管出现不同程度的变形问题。以渝东北地区龙马溪组页岩为研究对象,开展不同溶液体系下页岩的自吸、膨胀特性物理实验,分析页岩水化对其岩石力学特性的影响。结果表明:页岩吸水量与时间呈对数递增关系,在不同溶液体系中,吸水量大小表现为蒸馏水>地层水>滑溜水,含有减阻剂浓度小的滑溜水体系更利于减弱页岩的吸水能力;页岩膨胀率与时间呈逐渐增长趋势,黏土矿物含量、围压和溶液体系对页岩膨胀率影响明显,相对于黏土含量,围压对膨胀率影响更加明显,页岩在溶液体系中的膨胀性能表现为蒸馏水>地层水>滑溜水;页岩的抗压强度和弹性模量都随着水化时间的增加整体呈线性递减规律。研究结果对完井过程套管强度设计具有一定的指导意义。 

【文章来源】：煤田地质与勘探. 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

岩心自吸实验装置示意

龙马溪组下部页岩(mb-1-7—mb-1-9)的实验结果如图2所示，在16 h内，岩心吸入蒸馏水量最大，蒸馏水渗吸速率最高，反映出页岩岩心对蒸馏水的吸水能力最强。岩心在蒸馏水中单位面积最大吸液量为0.014 1 g；在地层水中为0.013 g，仅次于蒸馏水；在滑溜水中为0.011 g，吸水能力最弱，说明滑溜水中的添加剂在一定程度上减少了液体的浸入。龙马溪组上部页岩mb-2-1—mb-2-3的实验结果如图3所示，由图中可以看出，在溶液体系中页岩自吸量随时间的变化规律与下部岩样基本一致，自吸量与时间都呈对数函数递增规律，但是在黏土矿物含量较高的龙马溪组上部，页岩的自吸量整体较大。同时，页岩对不同溶液吸水能力都表现为蒸馏水>地层水>滑溜水，含有减阻剂浓度小的滑溜水体系更利于减弱页岩的吸水能力。

龙马溪组上部页岩mb-2-1—mb-2-3的实验结果如图3所示，由图中可以看出，在溶液体系中页岩自吸量随时间的变化规律与下部岩样基本一致，自吸量与时间都呈对数函数递增规律，但是在黏土矿物含量较高的龙马溪组上部，页岩的自吸量整体较大。同时，页岩对不同溶液吸水能力都表现为蒸馏水>地层水>滑溜水，含有减阻剂浓度小的滑溜水体系更利于减弱页岩的吸水能力。3.2 页岩膨胀特性

【参考文献】：
期刊论文
[1]水化对泥页岩地层“安全”钻井的影响[J]. 刘向君,罗平亚,刘友家.  西南石油学院学报. 1999(02)

硕士论文
[1]基于页岩数字岩心的气-水两相流动模拟方法研究[D]. 姚晨昊.中国石油大学(北京) 2016



本文编号：3413061