致密砂岩Ⅰ型断裂行为的温度效应研究

致密砂岩裂缝复杂程度对于提升致密气储层压裂改造效率、增大资源动用程度具有实际意义。本文利用三点弯曲加载手段结合SEM分析对致密砂岩半圆弯曲(SCB)试样在室温、液氮低温条件下的力学特性、断裂行为、断裂路径规律及断裂能特征进行表征，讨论液氮低温作用下的致密砂岩预裂机制。研究结果表明:①液氮低温处理后致密砂岩试样断裂荷载、断裂韧度较室温状态均明显降低，而层理平行加载方位试样上参数略有增大，推测与液氮低温对层理面增强有关；②液氮低温处理后试样裂缝扩展路径复杂度提升，裂缝条数增多并出现裂缝分叉汇聚等现象，液氮预裂对致密砂岩断裂复杂度提升效果显著；③液氮预裂后致密砂岩断裂能显著降低，最大降幅达46.98 %；④室温下致密砂岩断裂路径主要沿矿物晶界发展，形成沿晶裂缝，岩石改造程度低；液氮低温处理后砂岩试样以沿晶断裂、穿晶断裂及颗粒断裂形成复杂裂缝形式，促进了穿晶裂缝与复杂缝网形成。综上，致密砂岩储层压裂中低温预处理能有效降低储层破裂压力，实现裂缝端部岩石韧-脆转换，提升压裂裂缝复杂程度。