论文部分内容阅读
页岩气已成为全球非常规油气资源勘探开发的新亮点。页岩储层微裂缝发育、黏土矿物丰富,潜在较强的应力敏感性。钻井过程漏失现象普遍存在,且压裂过程压裂液返排率低。工作液大量侵入使储层应力敏感行为复杂化,妨碍增产改造效果的发挥,严重制约页岩气藏的勘探开发。本文以四川盆地志留系龙马溪组、寒武系牛蹄塘组露头页岩为研究对象,分析了裂缝性页岩储层的应力敏感性影响因素,评价了页岩储层流体敏感性及油基钻井完井液和压裂液浸泡对页岩储层应力敏感性的影响。基于原子发射光谱、扫描电镜及岩石力学测试等技术手段,从微观、细观以及宏观尺度研究了不同类型工作液侵入对页岩储层应力敏感性的影响机理。明确了页岩储层的裂缝发育特征。页岩存在大量杂乱分布的微裂缝,部分胶结充填,储层发育水平缝、层理缝、斜交缝、高角度缝、垂直缝。考察了干燥裂缝岩样的渗透率和裂缝宽度的应力敏感性。干燥裂缝岩样的应力敏感性呈中等偏强到强。有效应力小于20MPa时,渗透率降低幅度较大;有效应力大于20MPa时,渗透率降低幅度较小。裂缝可视化实验结果显示,页岩裂缝宽度的应力敏感规律与渗透率的应力敏感规律基本一致。揭示了页岩流体敏感性与应力敏感性耦合机理。四川盆地龙马溪组露头页岩呈现强水敏性、强盐敏性及强碱敏性。流体侵蚀页岩矿物,破坏微结构,流体损害强化应力敏感性的次序为:碱敏>盐敏>水敏。阐释了油基钻井完井液滤液强化页岩应力敏感性的机理。开展了油基钻井完井液滤液浸泡对页岩应力敏感性的影响,认识到油基钻井完井液滤液高pH值是强化应力敏感性的重要原因,高pH值油基钻井完井液滤液侵入改变页岩微结构,加剧页岩膨胀,弱化力学性质,强化应力敏感性。系统认识了页岩储层不同裂缝支撑方式的应力敏感性。页岩应力敏感程度依次为:压裂液浸泡无支撑裂缝岩样>干燥无支撑裂缝岩样>干燥单层均匀支撑裂缝岩样≈干燥Hiway支撑裂缝岩样。分析认为,压裂液与页岩的物理化学作用弱化页岩裂缝表面力学性质,使页岩微裂缝更易压缩闭合,强化页岩应力敏感性,支撑剂的有效支撑弱化页岩应力敏感性。控制钻井完井液pH值,防止漏失,减少压裂液侵入量,促进压裂液滤液返排,减少对页岩缝面的浸润,提高支撑剂铺置效率,优化合理的生产压差有利于页岩气层保护。