页岩水化及水锁解除机制
2021-07-20曾凡辉张蔷郭建春曾波张宇何颂根
石油勘探与开发 2021年3期
曾凡辉,张蔷,郭建春,曾波,张宇,何颂根
(1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都 610500;2.中国石油西南油气田公司页岩气研究院,成都 610056;3.中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院,成都 618000)
0 引言
页岩气作为常规油气重要的接替资源,影响着各国能源战略格局,页岩气开发得到了越来越广泛的关注[1-2]。页岩由细粒沉积物构成,富含黏土矿物与有机质,广泛发育微纳米孔隙,储集层非均质性强。基于毛细管力的自发渗吸驱气是提高页岩气井产量的重要机理[3-4]。压裂施工过程中,压裂液侵入导致近井地带含水饱和度增加,孔隙中气水界面的毛细管阻力增加,贾敏效应增强,压裂液流动不畅,易发生水锁效应[5],但水锁是一种瞬态现象。页岩自吸作用强烈,压裂液扩散能力良好。在亲水小孔隙的毛细管力作用下,原本滞留在页岩气流动通道中的压裂液将扩散进储集层基质,流动通道逐步开放,即水锁解除[6]。张磊等[7]通过格子Boltzmann模型模拟微纳米级孔隙中气驱水,发现气体在大孔道形成连续相后难以驱替小孔道内的水,形成水锁伤害,阻碍页岩气产出;Cheng等[8]认为压裂液自吸进入基质孔隙中,可逆向渗吸置换出气体。由此可见,页岩丰富的微纳米孔隙结构具有一定的自吸能力和扩散能力,这决定了水锁解除的潜力。而页岩的吸水特性很大程度上受微纳米孔隙的数目、尺寸、体积、孔缝连通性等因素的影响[9]。
压裂液浸入页岩储集层后,页岩将发生水化作用并改变内部微观结构。……
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