刘向君，熊健，梁利喜

1.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学，四川成都610500 2.西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都610500

龙马溪组硬脆性页岩水化实验研究

刘向君1，2*，熊健2，梁利喜1

1.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学，四川成都610500 2.西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都610500

硬脆性页岩水化对页岩气开发井壁稳定有重要的影响，为此，对龙马溪组硬脆性页岩进行水化实验研究，包括矿物组成、微观结构、水化应力、自吸吸水率及岩芯浸泡等方面实验研究，探讨分析了硬脆性页岩水化过程与机理。研究结果表明，页岩黏土矿物以伊利石为主，黏土矿物呈片状且定向排列，层理和微裂纹发育，为水化提供作用空间和流动通道；页岩水化应力和自吸吸水率随浸泡时间增加而先上升后趋于稳定，页岩组构对上升速率或幅度有重要影响；浸泡过程中，岩样表面主要形成平行层里面的裂缝，随着浸泡时间增加，岩样保持完整性或水化剥落成碎块，页岩组构和胶结程度对页岩水化程度有重要影响；页岩水化是物理化学作用和力学作用相互耦合结果，前者使岩石断裂韧性下降，后者使I型裂纹应力强度因子增大，当应力强度因子大于岩石断裂韧性时，裂纹将扩展或增宽，逐渐形成宏观裂纹，可进一步扩展成裂缝。

硬脆性页岩；龙马溪组页岩；水化作用；自吸吸水率；物理化学作用；力学作用

引言

随着中国非常规能源开发越来越受到重视，特别是非常规能源中的页岩气［1］，而页岩气井井壁稳定问题是页岩气开发中的一个重要的课题［2-8］。……