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摘要
页岩气开发过程中，储层页岩的水化效应突出，其力学特性及渗透特性的演化规律不明确，准确把握其过程中的水化页岩水力学特性尤为关键。以不同水化天数的储层页岩为研究对象，分析水化作用后的页岩力学特性，深入研究循环加卸载过程中的水化页岩渗透性。试验结果表明：单一加载时，水化时间越多的页岩峰值强度越低，渗透率越大，并结合损伤理论建立页岩渗透率与结构损伤的关联性。分析初始加卸载过程中的页岩渗透特性，显示加载渗透率随围压增大而减小，卸载渗透率随围压减小而增大，且同围压下的加载渗透率大于卸载渗透率，阐明损伤的不可逆变形导致页岩加、卸载渗透率的显著差异。通过试验数据的拟合显示：初始加载的页岩渗透率与围压成负指数关系，随循环加载次数增多而变为幂函数关系，说明循环围压加载导致渗透特性变化大而形成不同的渗透率演化模型，卸载渗透率变化则较平缓，与围压均呈幂函数关系。进一步分析5次循环加卸载中的页岩渗透率损伤率及恢复率，均随循环加载次数的增加而降低。最后，通过页岩渗透率对围压敏感因子的变化规律，阐明初始加卸载的渗透率对围压的敏感性最大，随着循环次数的增加，其敏感因子逐渐减小，且低围压的加载渗透率对围压变化较敏感，随围压的增大而减小，而卸载后的应力敏感因子仍保持较小，验证了页岩渗透率演化的损伤性及恢复性，揭示循环加卸载过程中的水化页岩渗透性演化机理。
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单位重庆大学; 土木工程学院
