頁巖中含有一定量的黏土礦物,在與水基壓裂液接觸后會表現(xiàn)出與泥巖相同的膨脹特性和強度弱化效應(yīng),進而引起套管外載增加,在頁巖儲層壓裂過程中套管出現(xiàn)不同程度的變形問題。以渝東北地區(qū)龍馬溪組頁巖為研究對象,開展不同溶液體系下頁巖的自吸、膨脹特性物理實驗,分析頁巖水化對其巖石力學特性的影響。結(jié)果表明:頁巖吸水量與時間呈對數(shù)遞增關(guān)系,在不同溶液體系中,吸水量大小表現(xiàn)為蒸餾水>地層水>滑溜水,含有減阻劑濃度小的滑溜水體系更利于減弱頁巖的吸水能力;頁巖膨脹率與時間呈逐漸增長趨勢,黏土礦物含量、圍壓和溶液體系對頁巖膨脹率影響明顯,相對于黏土含量,圍壓對膨脹率影響更加明顯,頁巖在溶液體系中的膨脹性能表現(xiàn)為蒸餾水>地層水>滑溜水;頁巖的抗壓強度和彈性模量都隨著水化時間的增加整體呈線性遞減規(guī)律。研究結(jié)果對完井過程套管強度設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。 

【文章來源】：煤田地質(zhì)與勘探. 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

巖心自吸實驗裝置示意

龍馬溪組下部頁巖(mb-1-7—mb-1-9)的實驗結(jié)果如圖2所示，在16 h內(nèi)，巖心吸入蒸餾水量最大，蒸餾水滲吸速率最高，反映出頁巖巖心對蒸餾水的吸水能力最強。巖心在蒸餾水中單位面積最大吸液量為0.014 1 g；在地層水中為0.013 g，僅次于蒸餾水；在滑溜水中為0.011 g，吸水能力最弱，說明滑溜水中的添加劑在一定程度上減少了液體的浸入。龍馬溪組上部頁巖mb-2-1—mb-2-3的實驗結(jié)果如圖3所示，由圖中可以看出，在溶液體系中頁巖自吸量隨時間的變化規(guī)律與下部巖樣基本一致，自吸量與時間都呈對數(shù)函數(shù)遞增規(guī)律，但是在黏土礦物含量較高的龍馬溪組上部，頁巖的自吸量整體較大。同時，頁巖對不同溶液吸水能力都表現(xiàn)為蒸餾水>地層水>滑溜水，含有減阻劑濃度小的滑溜水體系更利于減弱頁巖的吸水能力。

龍馬溪組上部頁巖mb-2-1—mb-2-3的實驗結(jié)果如圖3所示，由圖中可以看出，在溶液體系中頁巖自吸量隨時間的變化規(guī)律與下部巖樣基本一致，自吸量與時間都呈對數(shù)函數(shù)遞增規(guī)律，但是在黏土礦物含量較高的龍馬溪組上部，頁巖的自吸量整體較大。同時，頁巖對不同溶液吸水能力都表現(xiàn)為蒸餾水>地層水>滑溜水，含有減阻劑濃度小的滑溜水體系更利于減弱頁巖的吸水能力。3.2 頁巖膨脹特性

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水化對泥頁巖地層“安全”鉆井的影響[J]. 劉向君,羅平亞,劉友家.  西南石油學院學報. 1999(02)

碩士論文
[1]基于頁巖數(shù)字巖心的氣-水兩相流動模擬方法研究[D]. 姚晨昊.中國石油大學(北京) 2016



本文編號：3413061