温度作用下松辽盆地北部白垩系嫩江组低熟页岩原位渗透率演化特征摘要
综合利用温度-三轴压力联合的(轴压8 MPa、围压10 MPa)渗透测试、封闭体系页岩电加热热解测试和扫描电镜分析,研究温度作用下松辽盆地北部白垩系嫩江组二段Ⅰ型干酪根为主的富有机质低熟页岩平行层理方向原位渗透率的演化机制。研究结果表明:随温度升高,原位渗透率呈现先升后降又升的变化规律,375℃时渗透率最低。同一温度,原位渗透率随孔隙压的增大而减小。低熟页岩原位渗透率的演变可划分为5个阶段:(1)25~300℃,热破裂和黏土矿物的脱水作用改善了渗透性,但渗透率小于0.01×10-3μm~2。(2)300~350℃,有机质热解排烃形成有机成因的矿物粒间孔和微米级孔缝,在有限范围内形成连通的孔隙网络,提高了渗透率。但液态烃内黏稠的沥青质含量高,应力约束下更不易流动而滞留于孔隙内,导致渗透率增长缓慢。(3)350~375℃,有机质大量热解生烃形成孔隙,但液态烃吸附溶胀和应力约束下的附加膨胀热应力,压缩了孔裂隙空间,液态烃难以排出,造成渗透率急剧下降。(4)375~450℃,有机质生烃后不同矿物之间相互连通的孔隙-微裂隙网络系统、增加的孔隙尺寸和黏土矿物的转化作用,促使应力约束下渗透率的持续升高。(5)450~500℃,稳定的孔隙系统和不同层理方向交错的裂隙系统,造成渗透性显著上升。不同阶段内有机质的热解作用、孔裂隙结构和周围应力的耦合作用是原位渗透率演化的主控因素。
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