川东南龙马溪组埋深对页岩力学性质的影响实验研究

发布时间：2024-07-06 00:22

　　川东南埋深大于3 500 m的龙马溪组页岩分布范围广,页岩气资源量丰富,对其进行高效的压裂改造以获取高产和稳产页岩气具有重要的商业价值。通过设定不同埋深下温度和围压实验条件,对岩石进行三轴压缩试验测试,探讨了岩石在不同埋深条件下的应力-应变特征、峰值应变和峰值强度、脆性以及破裂模式。实验结果表明:埋深由2 044 m下降至4 388 m过程中,页岩的峰值应变和峰值强度分别由0.54%和173.0 MPa升高至1.14%和107.8 MPa,相应的脆性指数呈现下降趋势,同时岩石的破裂程度和破裂模式由复杂的劈裂型向单一的剪切型过渡。结合前人研究成果,认为脆性矿物含量介于60%～65%的页岩层系的勘探开发埋深下限为4 400～4 500 m,接近于深层页岩气藏的埋深下限和岩石力学延性带的上限,埋深小于此范围内的龙马溪组为目前技术条件下有利压裂目标。提出采用经优化配比的预处理酸液对岩石进行酸化处理;压裂过程中利用液氮汽化压裂技术;充分钻遇天然裂缝发育的密集区域;同时采用多尺度粒径的支撑剂以便充填并支撑更多级别的裂缝等压裂技术方面的建议。

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【部分图文】：

图2四川盆地龙马溪组分布范围及埋深特征[9]

龙马溪组于四川盆地广泛分布,主要分布于川北、川东北、川东南以及川南一带。在龙马溪组一段沉积期间主要发育有自贡—宜宾—长宁—赤水和涪陵—石柱两个沉积中心[16],川东南主要包括了涪陵—石柱沉积中心大部分以及两个沉积中心边缘交汇处,整体的埋深由南东向北西方向逐渐加大,主要原因为燕山构....

图3Y4组岩样在不同埋深环境下应力-应变曲线

另外一方面,对于NX-1井(埋深为4388m)和DX-3井(埋深为4365m)的岩样,对应的轴向峰值强度要远远高于JX-1井(埋深为2410m)和DX-1井(埋深为2044m)的岩样所对应的峰值强度,整体呈现随埋深的加大,峰值应力呈现上升的趋势(图3)。3.2页....

图4不同埋深条件下页岩峰值应变及峰值强度

表1页岩样品基本信息及实验条件Table1Informationandexperimentalconditionsofshalesamples井位样品编号取心深度/m规格/mm密度/(g·cm-3)脆性矿物含量/%温度/℃有效围压/MPaJX-....

图5不同埋深条件下页岩脆性变化趋势

(1)埋深较浅的岩样,实验测试后破坏模式比较复杂,裂缝主要沿垂直方向贯穿岩样,同时在主要的破裂周边可观察到大量伴生的微裂缝,裂缝面粗糙不平整;埋深较大的岩样,实验测试后破坏模式较为单一,破裂主要呈现一定的角度相交,垂直贯穿岩样者少见,且某一破裂的延伸受阻于另一破裂而发生截断,裂缝....

本文编号：4001776