渝东北龙马溪组页岩吸水特性与力学性质变化研究

“渝东北地区龙马溪组页岩吸水特性及对其力学性质的影响-论文” 这篇论文主要探讨了渝东北地区龙马溪组页岩在接触不同溶液体系下的吸水特性以及由此引发的页岩力学性质变化。页岩作为一种复杂的多孔介质，其中的黏土矿物在与水基压裂液接触时会发生膨胀，这可能导致套管在外载增加的情况下发生变形，特别是在页岩气压裂作业中。研究选取龙马溪组页岩作为研究对象，通过物理实验研究了页岩在自吸、膨胀过程中的行为，并分析了这些现象对页岩力学特性（如抗压强度和弹性模量）的影响。 实验结果显示，页岩的吸水量随着时间呈对数递增，而在不同的溶液体系中，吸水量的大小顺序为蒸馏水 > 地层水 > 滑溜水。这意味着页岩在蒸馏水中吸水最为严重，而含有减阻剂浓度较小的滑溜水体系则相对较有利于减轻页岩的吸水能力。页岩的膨胀率随着时间逐渐增大，黏土矿物含量、围压和溶液体系是影响页岩膨胀率的重要因素，其中围压的影响尤为显著，膨胀性能的排序为蒸馏水 > 地层水 > 滑溜水。 页岩的抗压强度和弹性模量随水化时间的增加整体上呈现线性递减的趋势，这意味着页岩在吸水后其力学性能会显著下降。这一发现对于页岩气开采过程中的套管强度设计具有重要的指导意义，因为它提示我们需要考虑页岩与水接触后的力学响应，以防止套管损坏或变形。 此外，文章中还提到了其他页岩气储层的研究，如福建二叠系中统童子岩组、牛蹄塘组、海相页岩储层、鄂尔多斯盆地延长组、贵州牛蹄塘组等地区的页岩气储层特征、矿物成因类型、孔隙结构和热力学特性等，显示了页岩气研究的广泛性和多样性。同时，文中提到的模糊数学优选页岩气地质调查井位的方法，也反映了在实际地质勘探中，采用定量和定性相结合的方法对于优化井位选择的重要性。 该论文揭示了页岩吸水特性对其力学性质的影响，为页岩气开采过程中的地质工程决策提供了科学依据，同时也强调了在不同地质条件下，针对页岩储层的特异性进行研究和优化技术的重要性。