超临界CO2压裂技术：页岩实验与裂纹扩展分析

"超临界CO2致裂页岩实验研究" 本文主要探讨了超临界二氧化碳（CO2）压裂技术在页岩油气开采中的应用及其潜在机制。超临界CO2压裂技术作为一种环保的无水压裂方法，由于其在减少水资源消耗和环境污染方面的优势，近年来在页岩油气开采领域逐渐受到重视。然而，对于该技术在页岩中的裂纹扩展和延伸的具体过程，目前的研究还相对不足。 研究人员通过使用自主研发的超临界CO2致裂增渗实验装置，对页岩样本进行了实验研究，并结合声发射监测技术和CT扫描技术，对压裂过程进行了深入分析。实验结果显示，页岩的裂纹扩展可以分为三个阶段：容腔充填区段、孔隙压力累积区段和压裂破坏区段。在达到起裂压力的关键点时，声发射信号最为显著，这表明超临界CO2在压裂过程中可能经历了相态变化。 此外，实验发现超临界CO2压裂对页岩的渗透率提升效果显著，可以提高3到4个数量级，这意味着压裂后页岩的流体传输能力大大增强。通过CT图像分析，研究者发现裂纹的延伸方向总体上与最大主应力方向一致，通常首先在井壁的弱点处开始裂解，进而形成复杂的裂隙网络。这一发现对于理解超临界CO2压裂如何改善页岩的储层性能具有重要意义。 这项研究为页岩气储层的超临界CO2压裂施工提供了理论依据，有助于优化压裂参数的选取，以提高压裂效果和经济效益。未来，随着对超临界CO2压裂技术更深入的理解和技术的不断改进，这种环保的压裂方法有望在页岩油气开采中发挥更大的作用，同时降低对环境的影响。