頁巖儲層應力敏感性的時間效應

摘要：有效應力及其作用時間是控制巖石孔隙和裂縫變形的重要外部因素。頁巖儲層的多尺度孔隙結構特征及孔縫配置關系使得其應力敏感時間效應具有特殊性，然而，以往研究尚未考慮有效應力加載及卸栽時間對頁巖應力敏感行為的影響。以川南威榮氣田龍馬溪組頁巖氣藏為研究對象，鉆取不同孔縫發育程度的頁巖樣品，設計并測試了變有效應力狀態下變加載及卸載持續穩定時間對巖樣滲透率的影響實驗。結果表明：1）有效應力從5 MPa升至35 MPa時，微裂縫巖樣和基塊巖樣滲透率分別降低了66.82%和27.19%，卸栽過程中滲透率恢復率為74.73%和79.82%。頁巖滲透率越低，有效應力滯后效應越顯著；2）恒定有效應力加載持續穩定時間從2.5h延長至10.0h，應力敏感系數增加3.76%～80.17%，且當有效應力較小時的時間效應更顯著。研究認為，頁巖組分及多尺度孔縫結構是導致其孔縫變形行為差異性的主因。基于實驗研究結果，推薦頁巖樣品老化處理為6.0 h，提出了優化頁巖儲層敏感性評價實驗方案和優化氣井工作制度的建議。

關鍵詞：頁巖；應力敏感；多尺度孔縫結構；時間效應；有效應力；滲透性