CO2不同注入方式对致密砂岩力学性质的影响研究
注CO2不仅能提高油气藏的采收率，还能实现CO2地质埋存。但是，CO2与储层岩石相互作用会改变储层的物性、矿物组分、微观孔隙结构和力学性质，尤其是对储层岩石力学性质的影响降低了油气采收率以及CO2封存的稳定性。本文以致密砂岩为研究对象，采用CO2连续注入以及CO2间歇注入两种不同注入方式，开展了CO2与致密砂岩相互作用实验，并探讨了不同注入压力、实验温度和间歇时间条件下CO2对致密砂岩物性、矿物组分、孔隙结构和力学参数的影响。取得的认识如下: (1)CO2不同注入方式作用后均使致密砂岩物性得到了改善。改善程度与注入压力和间歇时间呈正相关，与实验温度呈负相关。而且，物性变化幅度越大，岩心力学性质弱化程度越高。 (2)CO2作用后岩心矿物组分发生变化。CO2溶蚀了岩心中的长石、黏土矿物以及方解石等可溶性矿物，导致石英含量相对增加。随着注入压力和间歇时间的增加，矿物组分变化幅度逐渐增大;增加实验温度，矿物组分变化幅度逐渐减小。 (3)CO2不同注入方式作用后改变了致密砂岩原始孔径分布，特别对小孔影响最显著。孔隙结构的变化使得岩心的三轴抗压强度和弹性模量降低，而泊松比和脆性指数增大。随着注入压力的增加，小孔峰值幅度不断上升，中孔幅度降低，大孔变化则不明显;增加实验温度，孔隙变化幅度降低;增加间歇时间，CO2与岩心接触时间延长，溶蚀作用产生更多新的小孔，孔隙变化幅度增大。 (4)CO2连续注入作用后，岩心压后破坏形态主要为单一的剪切破坏;而CO2间歇注入后，岩心压后破坏形态更加复杂，破坏面增多。CO2注入岩心后与地层水形成碳酸，在不同注入压力、实验温度以及间歇时间的作用条件下，溶蚀了岩心中的长石、方解石以及黏土矿物，形成溶蚀孔。此外，矿物颗粒的脱落和运移也会伴随而来，导致岩心的胶结强度降低，最终弱化了岩心的强度，增强了其脆性。
致密砂岩;CO2注入方式;力学性质;矿物组分;孔隙变化;孔隙结构
西安石油大学
硕士
油气井工程
高辉
2023
中文
TE312
2023-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）