二氧化碳对页岩力学性质劣化规律的影响

作者：王海涛; 左罗; 郭印同; 仲冠宇

来源：科学技术与工程, 2021, 21(29): 12536-12542.

• 页岩
• 压裂
• CO2
• 力学性质
• 浸泡实验

针对目前缺少不同相态CO2对页岩微观结构及力学参数影响规律研究的现状,通过室内岩石-压裂液浸泡测试系统,对不同相态CO2浸泡后岩石矿物组分、微观结构及力学参数进行了测试。研究结果表明:液态、超临界态CO2相比较滑溜水对矿物颗粒微观结构的影响更为明显,矿物颗粒之间的孔隙增大4%～15%,易导致页岩宏观力学性质受到劣化影响;不同介质浸泡后页岩力学参数劣化受影响程度排序为:抗拉强度>泊松比>峰值强度>弹性模量,滑溜水浸泡后页岩脆性特征变化不明显,而液态、超临界态CO2浸泡后页岩脆性增强40%～50%。液态CO2有利于改善岩石微观孔隙和降低岩石抗拉强度,超临界态CO2有利于提高微孔隙/裂隙穿透性,提高岩石脆性和降低破裂压力。研究结果为页岩气CO2干法压裂工艺优化提供了一定的实验支撑和理论依据。

• 单位
  中国科学院武汉岩土力学研究所; 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院