页岩气储层自吸–水化损伤–离子扩散相关性试验研究

压裂液与页岩气储层接触后，诱发自吸、水化损伤及离子扩散等水岩反应，导致压裂液返排率低、矿化度高，对压裂改造效果与页岩气产出均有显著影响。目前对上述水岩反应已经开展了针对性研究，但自吸、水化损伤及离子扩散同步产生，对三者之间相关性的研究较缺乏，难以准确认识压裂液与页岩的相互作用，不利于压裂优化设计。为此，立足于室内试验手段，明确了不同条件下的页岩自吸、水化损伤及离子扩散规律及影响因素，系统分析了页岩自吸、水化损伤及离子扩散之间的定量相关性以及相互作用机制。研究结果显示：自吸、水化损伤及离子扩散具有同步响应特征，均在自吸前期发展显著，后续逐渐趋于稳定；自吸与水化损伤相互促进，使页岩吸水量增大；随页岩吸水量增大，离子扩散程度加剧，更多盐离子扩散进入压裂液，使压裂液活度降低，减弱页岩自吸与水化程度。研究成果深化了对压裂液与页岩相互作用的认识，为实现页岩气储层高效水力压裂改造提供了理论支撑。