川西须家河组致密砂岩高温后微组构特征及对力学性能的影响

作者：张毅; 李皋^*; 王希勇; 陈泽; 李泽; 王睿

来源：岩石力学与工程学报, 2021, 40(11): 2249-2259.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2021.0135

• 岩石力学
• 致密砂岩
• 热处理
• 力学性能
• 微组构

高温热处理致密砂岩能改善其渗流能力,是致密气开发的潜在技术,但同时会改变岩石力学特性,导致井壁失稳等工程问题。选取川西须家河组致密砂岩试样,对常温及100℃～1 200℃热处理后的试样开展三轴压缩实验,结合热失重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)获取的微组构特征,探究致密砂岩高温后微组构特征及其对力学性能的影响。研究表明:随温度升高,微裂纹萌生与扩展机制包括黏土失水收缩扩大喉道、片状伊利石剥离、长石解理面分离、微裂纹沿晶间扩展形成网络并逐渐诱导产生更小尺度微裂纹网络、颗粒内部崩裂形成层状裂纹等;在裂纹损伤温度区(400℃～1 000℃),试样在外力作用下更易破坏,压密、弹性阶段扩大;在常温～200℃,300℃～1 000℃以及1 100℃～1 200℃范围,分别由矿物热膨胀、热诱导微裂纹产生与扩展、试样釉化等物理过程主导岩石力学性能的变化,导致抗压强度、弹性模量呈现出先上升,再降低,后回升的趋势;400℃热处理后黏土矿物失去层间水,收缩形成绒球状,对孔喉充填作用更强,导致抗压强度、弹性模量呈现异常高值,绿泥石高温(800℃)脱水对试样脆性的提高抑制了弹性模量的降低。

• 单位
  中国石油化工股份有限公司西南油气分公司; 西南石油大学; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室