超临界二氧化碳压裂作用下页岩的力学特征与孔隙度变化规律研究
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摘要
基于减少开采页岩气对地层损害的目的,研究超临界二氧化碳压裂作用下页岩的宏观力学特性和孔隙度十分必要。通过室内物理模拟超临界二氧化碳压裂页岩过程,分析了超临界二氧化碳注入页岩后岩石力学特征与孔隙度的变化规律。研究结果表明:当页岩所受围压一定的条件下,随着超临界二氧化碳注入压力的增加,页岩的抗压强度、弹性模量随之减小,泊松比增加,页岩的力学参数抗压强度、弹性模量、泊松比分别与实验过程中注入超临界二氧化碳压力大小成二次多项式关系。超临界二氧化碳注入页岩岩芯后,样品的质量减小,孔隙度显著提高且最高增幅将近四倍,经分析发现页岩的弹性模量、抗压强度和泊松比与岩石孔隙度呈二次多项式关系,这表明超临界二氧化碳可以很好地改善页岩的物性特征。