页岩水化及水锁解除机制

作     者：曾凡辉 张蔷 郭建春 曾波 张宇 何颂根 ZENG Fanhui;ZHANG Qiang;GUO Jianchun;ZENG Bo;ZHANG Yu;HE Songgen

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 中国石油西南油气田公司页岩气研究院成都610056 中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院成都618000 

出 版 物：《石油勘探与开发》 (Petroleum Exploration and Development)

年 卷 期：2021年第48卷第3期

页      面：646-653页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：四川省科技计划项目“页岩水化纳米孔多尺度多场耦合气-水两相流动研究”(2020YJ0135) 国家自然科学基金“深层页岩气压裂多裂缝的竞争起裂及扩展”(51874250) 

主　　题：页岩 黏土矿物 水化作用 微观孔隙结构 水锁效应 压裂液扩散 最佳水化时间 水锁解除 

摘      要：选取四川盆地长宁地区龙马溪组页岩样品,开展电镜扫描、CT扫描、高压压汞、低温N_(2)吸附、水化自吸等实验,对比蒙脱石、伊利石水化特征,分析页岩水锁解除能力的主控因素,揭示页岩水化过程中孔隙结构的演变机制。研究表明:页岩水化特征与黏土组成密切相关,伊利石含量高的页岩不易水化膨胀,改善储集层孔隙结构的能力有限;蒙脱石含量高则易水化膨胀,改善储集层孔隙结构的潜力较大;页岩伊利石含量高,初期自吸作用相对较强,但扩散能力不足,易形成水锁;页岩蒙脱石含量高,初期自吸作用相对较弱,扩散能力较好,具有一定的水锁解除能力;页岩存在最佳水化时间,此时储集层物性最好,水化时间过长,则对储集层物性形成伤害,伊利石含量高的页岩最佳水化时间较短;无机阳离子对黏土矿物吸水膨胀具有抑制作用,对伊利石的抑制作用更强,K^(+)抑制效果较好,蒙脱石含量高的储集层可以通过降低压裂液阳离子含量促进黏土水化作用;伊利石含量高的储集层可注入高K^(+)含量的压裂液抑制水化作用。