CO2-水-岩作用对致密砂岩性质与裂缝扩展的影响

摘要

基于CO2水溶液浸泡致密砂岩实验和室内压裂模拟实验,研究了CO2-水-岩作用对致密砂岩性质和裂缝扩展的影响,并通过CO2水溶液浸泡试样裸眼段考察CO2在压裂过程中的化学作用.研究结果表明:CO2水溶液浸泡后,方解石和白云石含量显著降低,钾长石和斜长石被溶蚀生成高岭石;石英和黏土矿物含量升高,但伊利石和绿泥石含量降低;溶蚀孔隙数量增多,孔径变大,孔隙度和渗透率增大;抗张强度降低,且平行层理降低幅度大于垂直层理;相比于滑溜水压裂,超临界CO2压裂的破裂压力降低14.98％,形成的水力裂缝数量增多,裂缝形态更复杂;CO2水溶液浸泡裸眼段后,超临界CO2压裂的破裂压力相比于未浸泡情况降低21.61％,且水力裂缝多点起裂,裂缝复杂程度进一步提高.实验证明CO2的物理和化学特性能有效提高CO2压裂裂缝的复杂性.