海相与陆相页岩微观特征差异及其对可压性的影响

摘要

为确定海相与陆相页岩微观结构差异及其对可压性的影响,利用扫描电镜、核磁共振、CT扫描、岩石力学测试及水力压裂实验,结合分形几何与岩石力学理论,对四川盆地龙马溪组和鄂尔多斯盆地延长组页岩进行对比。陆相页岩黏土矿物含量高,约占45.3%,海相页岩以石英和长石等脆性矿物为主,约占67.9%。海相页岩孔隙度约为陆相页岩的2倍,海相页岩宏孔比例更高,孔径分布范围更广;陆相页岩中孔和小孔占比更高,天然裂缝及层理较发育。陆相页岩平均起裂压力较海相页岩低22.52%,高黏土矿物含量导致的低力学强度是其重要原因,而孔隙压力对陆相页岩起裂压力的影响较小。海相页岩水力压裂主裂缝为基本沿井筒对称的贯穿裂缝;陆相页岩发育的天然裂缝和层理容易捕获水力压裂裂缝,形成垂直于主裂缝的剪切裂缝,裂缝的开启和连通,有利于形成更复杂的裂缝网络。陆相页岩3个脆性指标均低于海相页岩,但陆相页岩起裂压力更低,缝网结构更好,具备良好的压裂潜力,采用单一脆性指标评价其可压性不准确。陆相页岩低孔隙度、低渗透率及高水敏性不利于水力压裂改造储集层。