深层页岩剪切滑移裂缝渗透率变化规律

摘要：

为了明确深层页岩裂缝渗透率在剪切滑移过程中的变化规律,选用四川盆地涪陵地区下志留统龙马溪组页岩和美国宾夕法尼亚地区Marcellus页岩露头岩样,进行了不同法向应力和滑移速率条件下的裂缝剪切滑移实验,并应用脉冲衰减法采集了裂缝渗透率的变化数据,分析了法向应力、岩石矿物组分和滑移速率等因素对深层页岩裂缝长期导流能力影响的规律.研究结果表明:①页岩剪切滑移裂缝的渗透率受到裂缝表面凸起被剪切破坏和剪胀作用两种因素的综合影响;②裂缝表面凸起被剪切破坏致使裂缝的孔隙度下降、有效水力开度减小、渗透率降低,其中渗透率的变化主要受到页岩矿物组分、法向应力和滑移速率等因素的综合影响;③层状硅酸盐含量高的页岩裂缝在高法向应力和高滑移速率下,剪切作用导致裂缝表面凸起被破坏,较之于网状硅酸盐含量高的页岩,前者裂缝渗透率的下降幅度更大;④滑移裂缝的剪胀作用使得裂缝的有效水力开度增大、渗透率升高,其中渗透率的变化主要受到滑移距离、剪胀角、页岩矿物组分、法向应力等因素的影响;⑤网状硅酸盐含量高的页岩裂缝在低法向应力和低滑移速率下,剪胀作用会使得裂缝渗透率出现小幅度的上升;⑥压裂施工前期可考虑大排量、高注入压力形成规模复杂缝网,后期可考虑采用较低的流体注入速率和注入压力,使压裂裂缝和天然裂缝产生一定程度地滑移,从而有效提高裂缝渗诱率和储层整体渗诱性.

关键词：深层页岩、高地应力、裂缝渗透率、剪切滑移、脉冲衰减法、裂缝表面凸起、剪切破坏、剪胀作用

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资助基金：国家自然科学基金面上项目"煤系多类型地层脉冲穿层体积压裂与渗流机理";重庆市科技创新领军人才支持计划;重庆市规划和自然资源局科研项目"页岩气开发地质稳定性安全评价与控制技术研究"

在线出版日期：2021-03-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：146-153