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(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,西安 710065)

0 引言

对于深部油气储层,普遍存在“低渗、低压、低产”的特点[1-5],通常采用水力压裂技术改造储层,使之达到商业开发的目的,目前已经在石油、天然气、页岩气和致密油气等深部油气储层得到广泛运用。但水力压裂作业区域一般伴随着水资源的短缺,给压裂作业带来很大困难。近些年无水压裂工艺获得了更多的关注,尤其是CO2压裂具有低黏度、高扩散性和易获取等优点,是一种具有很高经济和技术潜质的压裂液[6-9]。

在CO2压裂室内实验方面,王磊[10]进行了煤岩在超临界CO2和清水压裂下裂缝起裂和扩展特性实验研究,发现超临界CO2压裂的破裂强度更低且更易产生分叉裂缝。苏建政[11]结合室内实验和数值模拟研究了层理对清水与超临界CO2压裂裂缝扩展形态的影响,发现CO2压裂的破裂面复杂不平整,裂缝较粗糙。梁卫国[12]进行了煤L-CO2压裂实验,发现L-CO2压裂具有很好的破裂效果。汤积仁[13]进行了页岩-煤吸附CO2时间效应及变形各向异性实验研究。沈新普[14]采用塑性损伤有限单元法,模拟水力压裂裂纹扩展和分布,并优化压裂工艺选择。上述研究主要是针对具有良好渗透性的岩石,目前针对具有“低渗、低压、低产”特点的页岩L-CO2压裂仍需进一步实验研究。

该研究在室内实验中进行不同围压下页岩清水压裂和L-CO2压裂实验,并借助CT 扫描和核磁共振(NMR),对比清水和L-CO2压裂在破裂压力、增压速率和破裂裂缝分布上的差异,深入分析清水和L-CO2压裂对页岩破裂形态的影响。……