二氧化碳压后焖井过程中含弱面致密砂岩断裂特征

摘要

二氧化碳(CO2)压后焖井是致密砂岩储层补充地层能量的一种关键技术,同时也能使得已有裂缝发生扩展.致密砂岩储层中,弱面(如层理、天然裂缝)广泛分布,CO2可与砂岩发生物理、化学反应,进而影响储层稳定性及裂缝的复杂程度.为探究压后焖井过程中含弱面致密砂岩的断裂特征,以鄂尔多斯盆地含3个角度(0°、45°、90°)弱面性层理的致密砂岩为实验材料研究了CO2对弱面性层理试件断裂特征的影响.首先,将试件分为两组,一组采用超临界二氧化碳(SC-CO2)饱和30 d,另一组仅置于大气条件下不做处理;随后通过三点弯实验测试全部试件的断裂韧性,并结合声发射技术监测试件断裂过程中声发射信号的演化规律.结果表明:CO2作用使得含弱面性层理致密砂岩试件的断裂韧性降低约40％;CO2作用使得试件初始损伤阶段提前,损伤扩展阶段持续时间增长;最后从细观损伤力学的角度揭示了CO2影响含弱面性层理致密砂岩断裂韧性及裂缝扩展规律的作用机理.研究结果为提高含弱面性层理的致密砂岩储层在CO2压后焖井过程中岩石断裂行为的认识提供了科学依据.