渗透率的水分循环加载和卸载条件下页岩

文摘

在循环加载和卸载条件下页岩水化是常见的页岩储层开发;相应的机械性能和渗透率演化非常重要,应该深入研究。首先,在上述条件下页岩水化的实验进行了讨论,表明峰值强度低,相应的渗透率更高更多天的补水治疗。其次,提出了损伤理论分析页岩渗透率演化由于流体力学的损伤和渗透率变异在初始加载和卸载条件下,观察,加载过程中渗透率随围压增大而减小,增加和降低围压卸载过程中;然而,前者的变化远远大于后者考虑同一围压,表明水分的不可逆损害页岩在这个循环条件导致的渗透率明显不同。此外,渗透性和围压之间的曲线根据实验数据拟合为负指数函数在初始加载条件下和幂函数在更多的循环加载条件下,显示更多的加载过程会改变渗透率演化模型。然而,渗透率,而卸载变化平稳,可以安装与围压的幂函数。此外,赔付率和采收率的渗透率已经深入研究了在五个循环加载和卸载条件下,彻底解释渗透率降低变异与更多的循环过程。最后,渗透性的敏感系数进行了调查观察初始循环条件下的最大系数和越来越少的循环过程,特别是系数而低围压加载更敏感和小而卸载,这是按照页岩渗透率损失和恢复变异,揭示水分渗透性演化的页岩中提取复杂环境下。

1。介绍

中国矿产资源(2018)报道,累计探明地质储量的页岩气从2015年到2017年,分别为5441、7643和9.168万亿立方米,和相应的产品,分别为45,78.82,1000亿立方米。中国页岩气产量近年来逐渐增加,但采收率仍然低于美国;储层渗透率作为重要指标深入理解探索机制具有重要意义。然而,页岩储层受沉积和构造运动包括面向粘土矿物和不同的孔隙结构,导致显著的各向异性和异质性1)中提取天然气的更加困难。至于钻井过程中,钻井液保湿页岩反复将削弱机械参数和扩大渗流通道,导致不稳定的墙。注意,页岩储层的失败和相应的渗透率变异过程中(2,3)是一个潜在的考虑天然气工程实例。特别是指出水化效应将导致模糊变异的机械和页岩的透水性能,大大提高页岩气开发的难度。因此,深入研究水化页岩渗透率的复杂的提取情况下吸引了很多研究人员的关注。

近年来,一些研究页岩水化的帮助下先进的设备进行了研究。史和夏4)观察页岩结构的变化通过XRD, SEM, CT,表明水削弱矿物质裂纹扩展引起的,和马和陈5)由CT进行了水化实验和观察到明显的损伤主要是在初始水化阶段;同时,刘等人。6]使用SEM观察微裂纹传播形成了大型骨折补水时更多的时间。Massat et al。7)进行实验研究对页岩水化影响结构和孔隙分布,主要导致裂纹扩展,刘et al。8)指出,安排矿物粒子提供页岩吸水保湿时改变相应的渠道结构。以上实验表明,水化大大改变了页岩微观结构对其力学特性,因此页岩水化的属性问题应该解决了。张,盛9]分析了裂纹扩展,给水化膨胀压力和渗流参数的关系。腾et al。10]研究了弹性模量和强度减少变异与长时间保湿。朱et al。11)解释说,水化页岩的力学参数降低,因为相应的粘土结构改变成絮状纤维织物。罗山et al。12)也进行了物理和化学分析,阐明矿物水化影响页岩渗透率。张,盛13)相比,页岩渗透率变异考虑水和氯化钾治疗,表明水水化影响页岩渗透率更大。上述研究表明,水化效应在实验室条件下机械和透水性能和原位压缩测试不应该被忽视,和深度调查关于复杂的荷载组合页岩储层的流体力学的行为应该深入进行。

几十年来,一些研究人员更加关注在不同加载条件下岩石渗透率。谭et al。14)确定岩石渗透率的关系和对应的轴向应变的过程中进步的失败,表明低多孔岩石的复杂的流体力学的耦合行为;周et al。15]讨论了页岩渗透率演化考虑页岩结构的不同组合和不同围压;刘(16]分析了页岩变形和相应的渗透率变异和提出了渗透率模型考虑岩石损伤演化;和Yu et al。17]在加载和卸载条件下进行渗透测试,显示卸货后的渗透率急剧增加,价值达到最大考虑prepeak卸围压。上述研究对单个装载或卸载条件下渗透率演化给支持调查在循环加载和卸载条件下渗透率变异。同时,一些研究已经实施。Yu et al。18)进行了渗流实验描述冻融加载条件下砂岩的渗透率变异;阴et al。19];徐et al。20.),锅等。21]研究煤渗透率下的组合轴向和围压和给予了理论分析;和香港等。22)发现渗透率演化曲线在加载条件下不能匹配,在卸货的过程中。Zhang et al。23)进行周期性的渗透测试的砂岩在三峡水库,表明渗透率接近一个稳定值四个循环加载和卸载条件下。太阳et al。24)确定动态渗透率模型考虑循环轴向应力。王等人。25)进行多轴循环加载试验研究煤渗透率和破坏能量之间的关系。因此,研究页岩储层的渗透率特征复杂的加载和卸载条件下应该深入调查。太阳et al。26和燕等。27]进行渗透测试,揭示页岩渗透率和实时的强关系破坏,提供有用信息的渗透特性研究水分在循环加载和卸载条件下页岩。

因此,页岩储层为例,考虑到页岩结构和水化作用,相应的循环加载和卸载条件下渗透率实验研究裂纹扩展之间的关系和储层渗透率页岩。而且,损失分析提出了分析页岩损伤演化和相应的渗透率变异,揭示渐进损伤引起的渗透率特征考虑流体力学的耦合效应。此外,一些模型描述渗透率损失,渗透率恢复,和相应的物系数提出了表明渗透率演化在循环加载和卸载条件下,揭示了在复杂条件下水化页岩的渗透率演化机制。

2。水化页岩的渗流实验

2.1。样品制备

探讨含水储层页岩的渗透率特征在循环加载和卸载条件下,测试页岩是露头取自Longmaxi重庆Shizhu县,被选中的渗透率实验。首先,粉页岩的矿物成分分析基于XRD衍射模型如图1(一),显示的矿物石英、正长石、斜长石、方解石、白云石、伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石。根据国际岩石力学学会的方法(ISRM),所有测试样本的大小是圆柱直径50毫米和100毫米长度约,如图1 (b)。它是观察从图1 (b)的页岩是黑色的明显的床上用品。此外,声学排放所有标本检测和接收的非金属声学探测器RSM-SY5为了照亮每组储层砂岩标本均匀避免实验的样本的异质性影响效率和准确性。

2.2。器页岩气渗流实验

所有渗流实验将在重庆大学岩土工程测试中心,和一个名叫岩石的岩石伺服控制三轴设备600 - 50 - ht + TOP-INDUSTRIE在法国生产的安排所有的测试。

实验装置由液压传递系统,一个压力室设备、液压系统、自动数据采集系统;进行三轴压缩试验围压(P2) 60 MPa,随着偏应力(P1)达到500 MPa,增加传感器,有一个分辨率为0.01 MPa。系统可以处理常水头,恒定的流量和瞬时脉冲磁导率测试在低或高的和水的压力。同时,可以选择不同的液体作为测试液和伺服控制流体泵可以调节孔隙压力60 MPa (P3、P4)根据实验目标。

这种装置可以执行机械测试,渗透测试,和流体力学的测试由计算机和自动化操作,确保所有测试数据可以分析安全,及时,准确。仪器可用于处理静水压力测试,三轴渗透测试,等四种加载模式包括位移加载,加载压力,应变加载和流加载用来满足不同的实验要求。和设备可以自动记录实时数据每5秒。

2.3。测试理论与设计

首先,页岩水化治疗与0天(无水),2天、5天、10天,如图2和明显的裂缝观察页岩表面有水分的日子。进行页岩气渗流试验时,页岩标本封闭在一个3毫米厚的氟橡胶橡胶外套,然后放置在样品组装。测试时,轴向位移与两个位移线性测量,和周向变形与圆周测量传感器。考虑温度影响页岩变形和渗流特征,所有测试均在室温下进行( )。

然后,相应测试水分的页岩在不同荷载组合。获取页岩水化的变异和渗透率的损害特征,所需的样品首先进行围压,和轴向应力成比例地增加围压的值,以确保一个初始各向同性压力或零偏应力。此外,上游压力(P3)和下游压力(P4)为确保页岩水化液平衡在一个单一的阶段。后来,偏应力增加逐步的渗透测试调用测量岩石的渗透率。这种渗透测试过程中,样品的渗透率可以通过测量液体体积计算泵的一段时间,写的16] 在哪里是页岩渗透率(m²),粘度是流体动力学(水在哪里 , ), 页岩样品的高度(米),是体液(m³)泵的时间 , 横截面积(m²),是流体压差(Pa),流时间(年代)。

至于渗流测试循环加载和卸载条件下,表中列出的详细设计1。设计考虑渗流压力4 MPa 5 MPa和轴向压力和围压加载从5 MPa 11 MPa和卸载从11 MPa 5 MPa(增量1 MPa)五次,和水化页岩的渗透率在不同阶段可以测量,描述了不同渗透率变异设计负载条件下水化的日子。

3所示。页岩的渗透率分析不同水化时间

3.1。机械特性和水化页岩的渗透率变异

为了描述的力学特性和相应的渗透率变异水化页岩与不同天(2天,5天,10天),偏应力和应变的曲线和渗透率和应变考虑渗流压力的荷载组合4 MPa和围压5 MPa如图3。可以看出,偏应力和应变的变化规律相似;然而,页岩水化天治疗显示了较低的峰值强度。根据水分特征如图2,可以得出的结论是,有更多的水吸收到页岩水化天,导致矿物生成絮状纤维扩张和分离和较大的孔隙结构,所以水可以流到毛孔和骨折越来越扩大页岩破坏。因此,页岩试样水化天生成更多裂缝迅速传播逐步加载条件下(28),特别是页岩床上用品软化和润滑更容易削弱岩石强度和失败。

此外,渗透率演化在不同围压和不同水压力的组合是绘制在图3,表明考虑到相同的加载条件下,给定的渗透性降低水化天初始加载阶段,然后随着负载的增加而增加;变化是根据上述阶段的页岩裂纹扩展和渗透率演化在文献[26],深深校准渗透率的同步进化与裂纹萌生和扩展。此外,它可以从表2的初始渗透率页岩水化0天,2天,5天,10天,分别 米², 米², 米², 米²,这表明页岩的渗透率与初始压实阶段水化天更大,因为更多的裂缝中提到的人物2。和增加页岩渗透率比考虑水化天从0天到2天,2天到5天,5天到10天,分别为31.07%,68.58%,和81.43%,渗透率的比较表明,对水化时期更加敏感。的渗透率变异可以解释长期水化导致更多的孔隙和裂缝传播扩大渗流通道,导致渗透率大大增加。因此,从上述数据观测表明,水化不应该被忽视的油藏钻井和水力压裂页岩气开采的过程。

同时,相应的最小渗透率页岩没有水化,水化2天、5天、10天在相同载荷条件下,分别与价值观 , , ,和 ,也被列在表格吗2。它可以被观察到的最小渗透率页岩也增加了更多的水分天,显示更多的和更大的裂缝与长时间的页岩水化仍占主导地位。此外,相应的最大渗透率是列在表中2和相应的值是29.57×10^-18年米²,39.54×10^-18年米²,201.55×10^-18年米²和387.61×10^-18年米²考虑水化,水化2天、5天、10天,表明磁导率考虑水化10天没有水的13.1倍,而认为骨折产生更多的这种页岩水化在同等条件下的天。

因此,渗透率变化的曲线可以总结成水化天导致更多的毛孔和骨折扩大更大的渗流通道,水是加速流动的裂缝导致相应的渗透率页岩水化天从而增加更明显在上述相同的荷载组合。的主要原因水化扩大裂缝孔径和数量是裂纹传播和新裂缝开始在无机矿物中,之间的裂缝扩大带状有机材料和无机矿物质。同时,离子如Na⁺K⁺,Ca^{2 +}将溶解;一旦流出水,离子会聚集在粘土表面造成更广泛的裂纹。因此,应该连接形成更大的裂缝,裂缝和相应的渗透率将大大增加。

3.2。渗透率页岩水化诱导的特征

全面描述储层岩石的渗透率变化,一个名叫损伤变量的重要指标描述缺陷变化密切相关的微裂纹增长,提出了微观结构演化。基于研究文献中16),假定岩石微量元素的力量服从威布尔随机分布;因此,损伤变量可以被描述为 在哪里和威布尔参数和吗是随机强度变量的岩石微量元素。

假设 ,在哪里是有效应力张量,因此岩石破裂准则可以写的 在哪里是常数与凝聚力和摩擦角度考虑岩石屈服; 代表岩石屈服或失败。和描述的岩石破裂准则可能基于Drucker-Prager标准 在哪里摩擦角;首先是有效应力张量不变量,然后呢是第二个的有效应力张量不变量。

假设岩石的应力-应变服从广义胡克定律,stress-stain原则可以写的 在哪里弹性模量和吗泊松比。

考虑 在三轴测试和 ,用表达式 在方程(6)给

同时,测量轴向偏应力和真正的轴向污点应该显示在方程(8)和方程(9)。

因此,统计损伤本构模型(16)考虑孔隙压力可以写的 在哪里弹性模量,是偏应变;偏应力,围压,是渗透压力,内摩擦角,泊松比。

然后,方程(5)可能改变如下: 在这, ; ; 拟合参数;和可以通过计算 根据拟合分析。

基于以上推导公式,页岩损伤和应变和渗透率曲线和应变可计算和数据所示4(一)- - - - - -4 (c)。的比较关于页岩的渗透率和相应的损伤变化与不同水化天呈现相似的变化。然而,这是观察从图4页岩水化的十天有更大的破坏和更大的渗透率具有相同应变,表明更多的骨折,裂缝代表更大的破坏已经生成的这个页岩水化的天。至于页岩水化天相同的样本,可以看出,损伤和渗透率变异的变异模式类似于图偏应力变化3,表明增加负荷扩大页岩伤害和渗透性,所以损伤变异率可以被认为是描述裂纹扩展和渗透发展。

因此,磁导率与损伤变量可以写的方程(12)使用水化2天的测试数据,5天,10天,如图5(一个)- - - - - -5 (c)。从拟合曲线可以看出,磁导率的关系以及相应的损伤变量可以表示通过指数函数相关系数超过0.97,表明逐渐损害是描述渗透率演化的关键。 在哪里磁导率,是损伤变量,是一个参数值10^-18年, 基于实验数据的拟合参数。

而且,它可以观察到,页岩渗透率增加更大的损伤变量,表明页岩破坏变异可以代表内部裂纹扩展,和渗透裂纹扩展演化密切相关,因此,渗透率演化与损伤演化是同步的。此外,该曲线 在数据5(一个)- - - - - -5 (c)表明,页岩渗透率在图5 (c)为期10天的水化天是最大的在相同的加载条件下相对于其他少用页岩水化天;主要原因是认为初始损伤是最大的10天水化页岩导致最大的初始磁导率,保持最大的甚至用同样的损伤变量,解释渗透率页岩水化的影响。

4所示。在加载和卸载条件下页岩的渗透率

4.1。第一次加载和卸载条件下的渗透率变异

以下4.4.1。在第一次加载条件下的渗透率变异

它可以观察到黑色实线的人物6(一)- - - - - -6 (d)的渗透率变异降低大幅增加围压在初始加载阶段;然而,顺利,减少更大的围压值。原因是页岩与初始围压床上用品可能会关闭,造成更大的变形,因此,裂缝光圈收更少,形成渗流通道显示较小的渗透率。当围压显著增加,毛孔更容易和骨折不能压实,和渗透率的变化非常缓慢。因此,围压控制渗透率变异考虑相同的渗透压力。从固体黑色线条图6(一)- - - - - -6 (d)考虑围压增加从5 MPa 11 MPa,页岩渗透率没有水化,水化2天、5天、10天下降 , , ,和 来 , , ,和 。页岩渗透率的变化表明,考虑渗透率大围压载荷增量不敏感。

因此,考虑到相同的渗透压力和轴向压力,页岩渗透率下降更顺利,增加围压。此外,渗透性和围压的关系可以安装为幂函数,指数函数,二次多项式函数第一加载条件表中列出3(22),可以看出,拟合曲线第一次加载条件下基于上述测试数据可以表示一个指数函数相关系数为0.97,显示相应的拟合系数页岩考虑更多水化天更大。

4.1.2。首先卸载条件下的渗透率变异

它可以从人物的虚线6(一)- - - - - -6 (d)初始卸载阶段的渗透率变异增加更顺利,围压降低;然而,渗透率相对更大幅增加围压小。而且,当你考虑围压降低从11 MPa 5 MPa,页岩渗透率的水化,水化2天,5天,10天增加 , , ,和 来 , , ,和 。它可以得出的结论是,考虑到相同的渗透压力和轴向压力,降低围压的页岩渗透率增加更多。此外,拟合曲线在卸荷条件下基于上述测试数据可以表示通过一个指数函数关系系数0.95表中列出3。

因此,作为观测数据和表的第一加载和卸载条件下渗透率变化,可以看出,相同围压下的渗透率大于加载阶段,在卸载阶段,特别是渗透率不能恢复到原始值即使围压达到原点状态。例如,页岩的渗透率与为期两天的水合作用 与围压11 MPa在加载阶段,否则透气性 在卸载阶段即使围压卸载原来的值,和渗透率恢复原始值的20%。主要原因是加载过程产生不可逆损伤在页岩和卸货过程中又不能恢复。因此,页岩渗透率不能一致的曲线在加载和卸载阶段。

4.2。在循环加载和卸载条件下的渗透率变异

为了描述渗透率演化在循环加载和卸载条件下,曲线考虑五个周期如图6(一)- - - - - -6 (d)已经比较详细。比较表明,页岩渗透率的变化模式相似变化考虑第一个装卸条件。并从曲线可以清楚地看到在图6(一)②代表放大四个周期,考虑围压增加从5 MPa 11 MPa在第二个循环加载和卸载过程中,页岩渗透率没有水化,水化2天,5天,10天下降 , , ,和 来 , , ,和 。而且,当你考虑围压降低从11 MPa 5 MPa,页岩渗透率的水化,水化2天,5天,10天增加 , , ,和 来 , , ,和 。

另外,从曲线在图6 (b)②考虑围压增加从5 MPa 11 MPa在第三个循环加载和卸载过程中,页岩渗透率没有水化,水化2天、5天、10天下降 , , ,和 来 , , ,和 。而且,当你考虑围压降低从11 MPa 5 MPa,页岩渗透率的水化,水化2天,5天,10天增加从0.18×10^-18年米²,0.16×10^-18年米²,0.27×10^-18年米²和0.31×10^-18年米²0.54×10^-18年米²,0.61×10^-18年米²,1.25×10^-18年米²和1.74×10^-18年米²。

从曲线在图中观察到的6 (c)②考虑围压增加从5 MPa 11 MPa在第四个循环加载和卸载过程中,页岩渗透率没有水化,水化2天、5天、10天下降 , , ,和 来 , , ,和 。而且,当你考虑围压降低从11 MPa 5 MPa,页岩渗透率的水化,水化2天,5天,10天增加 , , ,和 来 , , ,和 。

此外,从数据的曲线6 (d)②代表放大四个周期考虑围压增加从5 MPa 11 MPa在第五循环加载和卸载过程中,页岩渗透率没有水化,水化2天,5天,10天下降 , , ,和 来 , , ,和 。而且,当你考虑围压降低从11 MPa 5 MPa,页岩渗透率的水化,水化2天,5天,10天增加 , , ,和 来 , , ,和 。但是,它可以从数据得出结论6(一)②,6 (d)②,页岩渗透率的变异率更光滑后3循环加载和卸载的过程,表明页岩渗透率主要敏感第一荷载组合。

而且,页岩渗透率的拟合曲线在5循环加载和卸载条件下被列在表主电源功能3。为深入研究循环加载和卸载条件下影响页岩渗透率变异,渗透率损失在荷载条件和渗透率恢复卸载条件介绍了描述复杂条件下渗透率演化。基于测试的渗透率是规范化 在哪里是无因次渗透率的因素,是渗透在装载或卸载条件下,是原始渗透率。

根据公式(13),损失率在加载条件下被定义为渗透率的比值在开始阶段和结束阶段的渗透率 ,在这的无量纲因子渗透在开始加载阶段,是无量纲的因素渗透的加载阶段结束。至于卸载阶段,恢复被定义为 ,在哪里是无因次渗透率的因素考虑围压卸载原来的值。基于渗透率在不同的负载条件下,计算亏损率和恢复率和列在表3。从表可以看出3,没有水化的页岩渗透率损失率在第一循环条件大于90%,21%在第二周期,在第三周期8%,6.5%在第四周期,5.7%在第五周期。至于页岩水化的标本2天,渗透损失率在第一循环条件大于91%,13%在第二周期,在第三周期7.7%,5.6%在第四周期,5.0%在第五周期。至于页岩水化的5天,渗透损失率在第一循环条件大于92.4%,12.1%在第二周期,在第三周期8.6%,6.6%在第四周期,5.6%在第五周期。至于页岩水化的10天,渗透损失率在第一循环条件大于95.0%,18.0%在第二周期,在第三周期9.2%,6.1%在第四周期,5.1%在第五周期。不同条件下的渗透率损失表明,渗透率损失率降低更多顺利考虑负载周期考虑水化天相同。然而,扩大渗透水化天损失率前三周期,表明水化效应不容忽视的页岩渗透率的研究。

而且,卸载阶段的渗透率小于在加载阶段由于不可逆变形,所以表中列出的渗透率恢复3相对较小。页岩的结果表明,由于没有水,第一循环条件下的渗透率恢复率为18.1%,8.9%在第二周期,在第三周期6.5%,5.4%在第四周期,5.1%在第五周期。至于页岩水化2天,循环条件下的渗透率恢复率为9.2%,7.1%在第二周期,5.9%在第三周期,在第四个周期的4.6%,4.4%在第五周期。至于页岩水化的5天,循环条件下的渗透率恢复率为7.4%,7.1%在第二周期,在第三周期5.7%,5.4%在第四周期,5.0%在第五周期。至于页岩水化的10天,循环条件下的渗透率恢复率为7.2%,6.7%在第二周期,5.6%在第三周期,在第四个周期的4.3%,4.2%在第五周期。渗透率恢复率小于20%第一次卸载后,表明页岩渗透率具有明显的不可逆变形加载条件下很难恢复到原始值。

此外,表中列出的比较3表明,渗透率损失率和恢复率与水化天,表明损失率大,回收率与水化更少的日子里,起诉的渗透率对围压加载阶段是敏感,但对在卸围压条件。因此,渗透在每一个周期的结束由图给出7,表明页岩考虑一定的水化天,多周期导致渗透率变化平稳,减少敏感的渗透率、渗透率是更大更多的水分天考虑相同的荷载组合,表明磁导率与水是更敏感的周期。

4.3。感性的页岩渗透率应力循环加载和卸载条件下

用于描述渗透率与围压的关系在循环加载和卸载条件下,敏感系数的定义探讨页岩渗透率变异。更大的系数表示渗透压力更敏感。根据引用(29日,30.),敏感系数可以由公式(14),水化页岩样品的初始渗透率不同,和相应的渗透率是什么 , , ,和 为页岩没有水化,水化2天,5天,10天。

结合渗透率表达式表3的敏感系数可以计算出页岩没有水化,水化10天。和比较使用基于三个循环加载的测试数据研究情感变化。它可以看到从图8在加载条件下,随围压增大而减小,较大的变异率在低围压下,显示了较强的感性,和礼物不在乎围压越大,表明增加围压压缩页岩骨折和相同的压力增量不能大大改变了渗透率降低灵敏度。至于卸载条件下,可能恢复顺利,降低围压。它可以得出结论,不可逆变形不能恢复到原来的牡鹿,和相应的小于同一围压条件下的加载阶段,这是按照渗透率的变异率和恢复率损失。相比之下,系数页岩的没有水化,水化10天,在后一种情况是安静的大,强调对页岩水化影响损伤和渗透率。

5。结论

页岩水化水库为例,在循环加载和卸载条件下渗透率演化研究用实验和理论分析,和相应的渗透率损失率、回收率、压力敏感性深感调查揭示页岩渗透率的演化机制考虑水化和循环加载和卸载条件。获得的主要结论如下:(1)应力和应变的曲线有相同的变化,和更低的峰值强度和更大的渗透率得到更多水化天。然后,渗透率演化基于损伤理论表明,磁导率同时损伤变化,更大的破坏更大的渗透率(2)在初选中加载阶段,页岩渗透率随水化天随围压增大而减小,表明大围压使页岩孔隙和裂缝更少压实形成渗流通道。在卸载阶段,同一围压下的渗透率小于在加载阶段。和渗透率的曲线在加载和卸载条件下不能一致。至于5循环加载和卸载条件下,渗透率的关系和围压的加载阶段是一个负指数函数幂函数,并在卸载阶段,是幂函数的关系(3)渗透率损失率和渗透率恢复率不到20%减少更多的循环加载和卸载条件。和亏损率和恢复率在第一阶段非常明显,这表明利率都敏感第一荷载组合(4)感性的渗透率和压力显示在加载阶段,渗透在较小的围压下,更敏感,增加围压降低了感性,在卸载阶段,敏感系数小于同一围压下的加载阶段,表明不可逆变形不能恢复到原来的状态,这是按照渗透率损失率和恢复率

数据可用性

这个手稿的数据是基于实验室实验和适用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金资助51779021号和基础研究基金为中央大学cdcgj021 2020号。

引用

1. h·宋和m . d . Zoback页岩气储层的力学性能rocks-part 1:静态和动态弹性各向异性,“地球物理学卷,78年,第392 - 381页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. j·p·刘和j·s .太阳”,在页岩气钻井井壁坍塌和控制,”钻井液和完井液卷,33页,2016。视图:谷歌学术搜索
3. 江h .雪周,y, f, z,和w·郭“水化对页岩的微观结构和物理性质,“石油勘探和开发,45卷,不。6,1146 - 1153年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. b z史和b·r·夏”硬脆性页岩水化过程中微观结构的变化,“大庆石油大学学报,35卷,28-34,2011页。视图:谷歌学术搜索
5. 马t和p·陈,”研究meso-damage页岩水化特征基于CT扫描技术,”石油勘探和开发第41卷。。2、249 - 256年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. w x Liu曾、l .梁和j .熊”试验研究的页岩水化破坏机制Longmaxi形成四川盆地南部中国,“石油,卷2,不。1,54-60,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. l . Massat o . Cuisinier i Bihannic et al .,“肿胀压力发展和inter-aggregate孔隙度演化在压实膨胀性粘土的水化,”应用粘土Scencei卷,124 - 125,197 - 210年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. j . x j . Liu Xiong, l . x梁”的硬脆性页岩水化实验Longmaxi形成,”西南石油大学学报(科学技术版),38卷,第186 - 178页,2016年。视图:谷歌学术搜索
9. 美国盛张和j。j。”曼柯斯hydration-induced骨折的传播研究页岩使用电脑断层摄影术,”国际岩石力学和采矿科学杂志》上卷,95年,页1 - 7,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. h·w·邓,任美国,d . y .江”被水浸透的削弱页岩的力学性能试验研究共和隧道,”中国岩石力学与工程学报补充1卷。29日,第2662 - 2657页,2010年。视图:谷歌学术搜索
11. b . l .朱x n .李x y, y . j .王,“实验研究被水浸透的削弱页岩的力学特性,”中国岩石力学与工程学报,没有。S2, 3896 - 3905年,2015页。视图:谷歌学术搜索
12. h .罗山Ehsani, c, e . Marjo m . s .安徒生和r . i Acworth”机制的水吸附部分饱和破碎页岩:一个实验性研究,“燃料卷,159年,第637 - 628页,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. 张和j·j .盛”效应的吸水性水化诱导裂缝和页岩岩心的渗透率,”天然气的科学与工程》杂志上,45卷,第737 - 726页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. h . x Tan Konietzky, t . Fruhwirt”实验室观察和渗透率演化数值模拟在进步脆性岩石的失败,”国际岩石力学和采矿科学杂志》上卷,68年,第176 - 167页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. 张周t . s . l .杨x, y邹,林和h,“实验调查断裂引起的表面强度软化压裂液吸入及其影响在页岩水库流导,“天然气的科学与工程》杂志上36卷,第905 - 893页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. x刘、徐m .和k . Wang”储层砂岩的渗透率演化机制不同的物理性质,“Geofluids卷,2018篇文章ID 5327895, 16页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. 陈j . Yu x, y y Cai, h·李,“三轴试验研究力学性能和砂岩的渗透性与单个关节满了石膏,”KSCE土木工程杂志》上,20卷,不。6,2243 - 2252年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. h . j . Yu x Chen Li j·w·周和y y Cai,“冻融循环对力学性能的影响和渗透的红色砂岩三轴压缩下,“山科学杂志》,12卷,不。1,第231 - 218页,2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. m . h . g . z阴w . p . Li Li x, z邓,b和c。江”渗透性能和有效应力的原煤在装卸条件下,“中国煤炭学会杂志》上,39卷,不。8,1497 - 1503年,2014页。视图:谷歌学术搜索
20. j .徐比比,t·周d . Liu j .曹和g . b .你们”的变形和渗流特征实验研究煤在循环荷载下,“中国岩石力学与工程学报,33卷,不。2、225 - 234年,2014页。视图:谷歌学术搜索
21. j·r·k·潘y . p . Cheng咚,,》。陈,“研究渗透率特征分层天然煤在不同装卸,”中国煤炭学会杂志》上,39卷,不。3、473 - 477年,2014页。视图:谷歌学术搜索
22. 问:香港、h·l . Wang和w . y .徐”实验研究在砂岩的渗透率和孔隙度演化循环加载和卸载,”中国岩土工程杂志》上,37卷,不。10日,1893 - 1900年,2015页。视图:谷歌学术搜索
23. z h·张,问:c .太阳,z d·李·m·p·杜和h . y .姚明,“渗透特性试验研究循环下的红色砂岩渗流压力,”岩石和土力学5卷,第943 - 937页,2015年。视图:谷歌学术搜索
24. g . z太阳,y . b . Jing, r . l . Zhang和l . g . Wang”渗透率煤样品含有甲烷循环下装卸的轴向压力,”中国岩石力学与工程学报,35卷,不。5,928 - 938年,2016页。视图:谷歌学术搜索
25. 周x y . Wang h·w·j . c中,l, c . Wang和l .一个“能源研究进化和渗透率的特点深煤炭损失在三轴循环加载和卸载条件下,“中国岩石力学与工程学报》12卷,第2684 - 2676页,2018年。视图:谷歌学术搜索
26. w·j·b·太阳,y . j .左z h . Wu和y . f .徐”渗透破坏实验研究页岩的进化。”中国矿业杂志,26卷,不。3、142 - 145年,2017页。视图:谷歌学术搜索
27. f . c .严y Cheng邓,j .田”的天然气页岩渗透率变化由压力引起的伤害,”能量,10卷,不。9日,第1360 - 1350页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. 周x p, h . Cheng和y . f .冯”的实验研究裂纹合并行为如磐石般坚韧的材料在单轴压缩下,包含多个缺陷”岩石力学和岩石工程卷,47号6,1961 - 1986年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. 黄y z z和大肠王,“实验研究之间的敏感系数对低压低渗透岩石渗流和有效,”中国岩石力学与工程学报,26卷,不。2、410 - 414年,2007页。视图:谷歌学术搜索
30. w z d·s·杨,w . Wang Chen等人“调查自然破碎页岩的渗透率应力敏感性,”环境地球科学,卷78,不。55岁,1 - 10,2019页。视图:谷歌学术搜索

版权

版权©2020刘Xianshan et al。这是一个开放的访问分布在条知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。