考虑水化损伤作用的页岩动态自吸模型

页岩自吸作用是影响其钻井、压裂等工程措施的重要基础现象。不同于砂岩、碳酸盐岩地层，页岩黏土矿物发育，水相介质侵入页岩后与黏土接触诱发水化结构损伤，促进自吸。因此，若忽略自吸过程中的水化损伤，不符合页岩实际吸水状态，从而影响钻完井工程设计。为此，基于室内试验手段，建立了水化结构损伤定量表征方法，并以水化损伤演变规律为依据，在建立动态自吸毛细管力与动态迂曲度计算公式的基础上，构建了页岩动态自吸模型。页岩动态自吸模型预测的自吸曲线与实际自吸曲线吻合程度较好，验证了所构建模型的准确性。利用所构建的页岩动态自吸模型系统分析了影响页岩动态自吸的因素，结果表明，水化作用对页岩自吸具有显著促进作用。在强水化作用下，页岩孔隙度增大、迂曲度降低，具备更强的驱动力与更小的流动阻力，导致自吸量与自吸速率明显增大，表明水化损伤是影响页岩自吸的主要因素。研究结果深化了对页岩自吸机制的认识，为页岩地层钻完井工程制定合理技术措施提供了理论依据。