压裂液浸润对页岩储层应力敏感性的影响.pdf

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1、张晨曦(辽河油田钻采工艺研究院，辽宁盘锦124000)摘要：压裂液在开采流体矿的过程中发挥着巨大的作用，其指的是借助液体传导力，例如水力等，压裂措施的时候所使用的液体。页岩储层具有丰富的粘土矿物，属于微裂缝发育储层，应力敏感性较强。此外，在页岩气水力压裂的过程中，压裂液的返排率比较低，压裂液滞留在页岩储层中并产生浸润作用，就有可能导致其应力敏感行为逐渐复杂化，对增产改造效果带来一定的影响。本篇论文主要分析并探讨了压裂液浸润对页岩储层应力敏感性的影响，以期对相关研究及实践工作提供具有参考价值的理论依据。关键词：压裂液；浸润；页岩储层；应力敏感性；影响页岩气资源

2、量非常大，美国已经成功地对页岩气资源进行了开发，因此，页岩气开发成为世界各国相关行业与研究界关注的焦点问题。我国多个地区，例如云南昭通以及四川威远、长宁等，多口页岩气井具有非常庞大的压裂规模，缝网面积高达10000000立方米。通过进行实验，对页岩的应力敏感性进行评价，得出不同处理方式与支撑下页岩裂缝无因次渗透率(％)与有效应力之间的关系，如图1所示。：[等赢盂石，Ⅺ“r，，'^^‘‘，o，‘■●^o围1不同处理方式与支撑下页岩裂缝无因次渗透率与有效应力之间的关系1支撑对页岩裂缝干岩样从图1中可以看出：页岩裂缝的有效应力在由3增长到20(MPa)的加载过程中

3、，CTl-29(无支撑裂缝的干岩样)的无因次渗透率呈现出下降的趋势，且降幅比较大；CT7-06(支撑裂缝的干岩样)的无因次渗透率呈现出下降的趋势，但降幅相对来说比较小。有效应力持续加大，CTl-29(无支撑裂缝的干岩样)的无因次渗透率虽然仍是呈现出下降的趋势，但降幅明显变缓；而CT7-06(支撑裂缝的干岩样)的无因次渗透率不仅持续下降，而且降幅相对来说比较大。在CTl—29(无支撑裂缝的干岩样)的有效应力相同的情况下，卸载过程中的无因次渗透率明显小于加载过程中的无因次渗透率。评价结果：CTl-29在加载过程中的应力敏感系数大约在0．52左右，说明其具有中等偏

4、强的应力敏感性；CT7-06在加载过程中的应力敏感系数大约在O．15左右，说明其具有较弱的应力敏感性。所以，有效支撑在一定程度上使页岩储层的应力敏感性减弱。2压裂液浸润对无支撑裂缝岩样通过观察图1，分析CTl-29(无支撑裂缝的干岩样)与CT5—9B(压裂液浸润无支撑裂缝岩样)在加载过程与卸载过程中的有效应力与无因次渗透率之间的关系，可以看出：有效应力在20(MPa)以下时，CTl-29加载与CT5-9B力n载的无因次渗透率呈现出下降的趋势，且降幅都比较大；CTl—29、CT5—9B加载的无因次渗透率与CTl—29、CT5-9B卸载的无因次渗透率之间的变化曲

5、线没有出现重合的现象，而且在有效应力相同的情况下，卸载过程中的无因次渗透率明显低于加载过程中的无因次渗透率，这表明应力敏感伤害存在着不可逆的特性。．虽然CTl-29卸载的无因次渗透率恢复率明显大于CT5—9B，但两者都比较低。评价结果：CTl-29(无支撑裂缝的干岩样)在加载过程中的应力敏感系数大约在0．63左右，说明其具有中等偏强的应力敏感性；CTS-9B(J匿裂液浸润无支撑裂缝岩样)在加载过程中的应力敏感素数大约在0．52左右，说明其具有中等偏强的应力敏感性。所以，压裂液浸润在一定程度上使无支撑裂缝页岩储层应力敏感性得到了增强。3压裂液浸润对支撑裂缝岩样

6、．通过观察图1，分析CT7-06(支撑裂缝的干岩样)与CTl—9B(压裂液浸润支撑裂缝岩样)在加载过程中的有效应力与无因次渗透率之间的关系，可以看出：有效应力在20(MPa)以下时，由于有支撑剂的支撑，两者的无因次渗透率没有因为有效应力的变化而出现明显的变化；有效应力在20(MPa)以上时，两者的无因次渗透率才出现了明显的降低。评价结果：CT7-06(支撑裂缝的干岩样)在加载过程中的应力敏感系数大约在O．15左右，说明其具有具有较弱的应力敏感性lCTl-9B(压裂液浸润支撑裂缝岩样)在加载过程中的应力敏感系数大约在0．13左右，说明其具有具有较弱的应力敏感性

7、。所以，压裂液浸润对支撑裂缝岩样应力敏感性产生的影响非常小。进行综合分析，可以得出以下结论：裂缝页岩储层的应力敏感性由弱到强为压裂液浸润支撑裂缝岩样(crl一9B)、支撑缝裂干岩样(CT7—06)、无支撑裂缝干岩样(CTl729)、压裂液浸润无支撑裂缝岩样(CTS-aB)。4结语水力压裂产生的裂缝网络虽然可以使页岩储层的渗流条件得到一定的改善，但是因为页岩储层的含水饱和度非常低，而且其中存在着纳微米孔喉，从而导致了压裂后半年内压裂液的返排率比较低，仅在12％到50％左右。压裂液长期滞留于页岩储层之中，对裂缝面起到浸润作用，导致了岩石的化学性质、物理性质发生了

8、改变，致使岩石力学性能发生了变化，从而对页岩储层应力