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超临界二氧化碳压裂过程中注入压力对致密砂岩力学特征的影响张艳;楼一珊;牟春国;白建文;贾建鹏【摘要】针对致密砂岩气藏采用超临界二氧化碳压裂技术开发中,未考虑二氧化碳流体对储层岩石力学影响,从而导致设计压裂施工参数与现场实际不吻合问题,取苏里格气田2 800 m左右石盒子组地层岩心,在围压38 MPa、温度85℃下,模拟地层条件开展超临界二氧化碳压裂致密砂岩岩石力学特征实验,测试二氧化碳注入压力从3 MPa增加到35 MPa,然后加轴向压力至岩石破坏,获得致密砂岩岩石应力—应变曲线.研究表明,随超临界二氧化碳注入压力增大,致密砂岩抗压强度、弹性模量均减小,泊松比则增加,脆性指数先略微增大而后呈减小趋势.拟合出脆性指数与二氧化碳注入压力的关系式,相关系数为0.903 6,注入压力为4.55 MPa时脆性指数极值为0.483 5.超临界二氧化碳压裂时应考虑注入压力对岩石力学参数的影响,弹性模量、泊松比、脆性指数等岩石力学参数影响致密砂岩裂缝起裂及扩展规律.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2019(041)002【总页数】7页(P242-248)【关键词】超临界二氧化碳;压裂;致密砂岩;脆性指数;泊松比;弹性模量【作者】张艳;楼一珊;牟春国;白建文;贾建鹏【作者单位】长江大学石油工程学院;长江大学石油工程学院;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院;长江大学石油工程学院;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院【正文语种】中文【中图分类】TE3770 引言致密砂岩气是重要的非常规能源资源之一，在世界各国已成为天然气增储的重要来源［1］。
Dennis等［2］(1998)定义致密砂岩气即赋存于低渗、特低渗和低含气饱和度的致密砂岩储层中的天然气。
对致密气进行开发时出现单井产能低、气井稳产时间短等问题，同时气水矛盾十分突出，储层极易受到地层水的影响，出现水锁等现象，造成储层伤害，不利于油田的经济性运营［3-5］。
《超临界CO2作用下砂岩力学特性与渗透性试验研究》篇一一、引言随着环境保护意识的增强和可持续发展理念的普及，利用超临界CO2技术进行石油、天然气等资源的开采与储存成为了一个热门的研究领域。
在此背景下，砂岩作为重要的地质材料，其力学特性和渗透性在超临界CO2作用下的变化成为了亟待研究的问题。
本文旨在通过实验研究超临界CO2作用下砂岩的力学特性和渗透性变化，为相关工程实践提供理论依据。
二、文献综述前人对砂岩在各种条件下的力学特性和渗透性进行了大量研究，但对于超临界CO2作用下的研究尚不够深入。
砂岩的力学特性主要包括抗压强度、弹性模量、泊松比等，而渗透性则关系到流体在砂岩中的传输能力。
超临界CO2的注入会对砂岩的孔隙结构、矿物成分等产生影响，进而影响其力学特性和渗透性。
因此，研究超临界CO2作用下砂岩的力学特性和渗透性变化具有重要意义。
三、实验方法本实验采用超临界CO2注入设备，对砂岩样品进行不同时间、不同压力下的超临界CO2处理。
通过岩石力学实验设备测试处理前后砂岩的力学特性，包括抗压强度、弹性模量等；同时，利用渗透性测试设备测量处理前后砂岩的渗透性变化。
四、实验结果与分析1. 力学特性变化实验结果显示，在超临界CO2作用下，砂岩的抗压强度和弹性模量均有所降低。
随着处理时间的延长和压力的增大，降低幅度逐渐增大。
这可能是由于超临界CO2对砂岩的孔隙结构和矿物成分产生了影响，导致砂岩的力学性能下降。
2. 渗透性变化与力学特性相反，超临界CO2处理后，砂岩的渗透性有所提高。
这可能是由于超临界CO2能够溶解砂岩中的某些矿物成分，从而扩大孔隙，提高砂岩的渗透性。
此外，超临界CO2还能够改善砂岩表面的润湿性，进一步提高其渗透性。
五、结论本文通过实验研究了超临界CO2作用下砂岩的力学特性和渗透性变化。
结果表明，超临界CO2处理会导致砂岩的抗压强度和弹性模量降低，而渗透性有所提高。
这些变化对于相关工程实践具有重要意义。
《超临界CO2作用下砂岩力学特性与渗透性试验研究》一、引言随着环境保护意识的增强和可持续发展理念的普及，利用超临界CO2进行地下储能、采油采气等工程逐渐成为研究热点。
砂岩作为常见的地质介质，其力学特性和渗透性在超临界CO2作用下会发生怎样的变化，对工程实践具有重要指导意义。
本文旨在通过试验研究，探讨超临界CO2作用下砂岩的力学特性和渗透性变化规律。
二、研究现状及意义目前，国内外学者对超临界CO2与砂岩的相互作用进行了大量研究，但主要集中在物理化学性质和微观结构变化等方面，对砂岩的力学特性和渗透性变化的研究相对较少。
本文通过对超临界CO2作用下砂岩的力学特性和渗透性进行试验研究，不仅可以为地下储能、采油采气等工程提供理论依据，同时也可以为地质灾害防治、岩土工程等领域提供借鉴。
三、试验方法与材料本文采用室内试验方法，以不同种类的砂岩为研究对象，利用超临界CO2装置对砂岩进行加压处理。
试验过程中，通过应力-应变测试系统测定砂岩的力学特性，通过渗透性测试系统测定砂岩的渗透性变化。
同时，采用扫描电镜、X射线衍射等手段对砂岩的微观结构进行分析。
四、超临界CO2作用下砂岩的力学特性变化（一）应力-应变曲线分析在超临界CO2作用下，砂岩的应力-应变曲线表现出明显的变化。
随着CO2压力的增加，砂岩的峰值强度和弹性模量均有所降低，表明砂岩的强度和刚度发生了降低。
同时，砂岩的塑性变形特征明显增强，表现为延性破坏模式。
（二）破坏形态与破坏机理分析超临界CO2作用下，砂岩的破坏形态主要表现为剪切破坏和拉伸破坏。
随着CO2压力的增加，砂岩内部的微裂纹逐渐扩展、连通，导致破坏面扩大。
此外，CO2对砂岩内部矿物成分的溶解作用也可能对砂岩的破坏过程产生影响。
五、超临界CO2作用下砂岩的渗透性变化（一）渗透系数变化规律试验结果表明，在超临界CO2作用下，砂岩的渗透系数呈现出先增大后减小的趋势。
在较低的CO2压力下，渗透系数逐渐增大，这可能是由于CO2对砂岩内部孔隙的扩张作用；而在较高的CO2压力下，渗透系数逐渐减小，这可能是由于孔隙被堵塞或矿物成分发生变化所导致。
超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究大家好，今天我要给大家讲一个非常有趣的话题，那就是超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究。
听起来很高大上吧？其实呢，这个话题就是关于二氧化碳的一种神奇的变化过程，而且还跟岩石有关系哦！下面就让我来给大家慢慢道来。
我们来说说超临界二氧化碳。
大家知道，二氧化碳是一种无色、无味、无毒的气体，但是当它遇到高压高温的时候，就会发生一种神奇的变化，变成一种叫做超临界二氧化碳的状态。
这种状态的二氧化碳就像一个超级无敌大胖子，不仅密度大大增加，而且还有一种很强大的力量，可以把岩石都给压碎。
那么，超临界二氧化碳为什么会有这么强大的力量呢？这就要说到它的相变动力学了。
所谓相变动力学，就是研究物质在不同状态之间的转变过程和规律的科学。
超临界二氧化碳的相变过程就是一个典型的实例。
在这个过程中，二氧化碳先是从气态变为液态，然后再从液态变为固态。
这个过程中，二氧化碳的分子结构发生了很大的变化，使得它具有了很强的内聚力和黏性。
接下来，我们再来说说超临界二氧化碳破岩的机理。
大家可能觉得这个问题有点难懂，其实呢，只要用简单的语言来解释一下就行了。
我们知道，岩石是由很多矿物质组成的，这些矿物质之间都有一种叫做共价键的结构。
当超临界二氧化碳遇到岩石的时候，它会把这些共价键给破坏掉，使得岩石的结构变得松散。
这样一来，岩石就被压碎了。
那么，超临界二氧化碳破岩的试验研究是怎么样进行的呢？科学家们设计了一套实验装置，用来模拟自然环境中的高压高温条件。
他们把超临界二氧化碳注入到一个特殊的容器里面，然后通过控制温度和压力来观察二氧化碳的变化过程。
通过这样的实验，科学家们发现，超临界二氧化碳确实具有很强的破岩能力，可以有效地用于地质勘探和矿山开采等领域。
当然啦，虽然超临界二氧化碳有很多神奇的功能，但是我们也不能滥用它。
毕竟，二氧化碳是一种温室气体，过多地排放会导致全球气候变暖。
所以呢，我们在利用超临界二氧化碳的也要关注环保问题，努力减少二氧化碳的排放。
《超临界CO2压裂煤体的化学及力学特性实验研究》篇一一、引言随着能源需求的增长和传统能源资源的日益枯竭，煤层气作为一种清洁、高效的能源资源，其开采技术逐渐成为研究的热点。
超临界CO2压裂技术因其独特的物理和化学特性，在煤层气开采中展现出巨大的潜力。
本文通过实验研究超临界CO2压裂煤体的化学及力学特性，以期为煤层气的高效、安全开采提供理论依据和技术支持。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的煤样取自某煤矿，经过粉碎、筛分等处理后，得到粒径适中的煤样。
实验所使用的超临界CO2购自专业厂商，确保其纯度和压力的准确性。
2. 实验方法实验主要分为两个部分：一是超临界CO2压裂煤体的化学特性实验；二是超临界CO2压裂煤体的力学特性实验。
在化学特性实验中，通过控制压力、温度等参数，观察CO2与煤体之间的相互作用，以及煤体中气体产物的生成情况。
在力学特性实验中，采用压力加载装置，模拟实际开采过程中的煤体受力情况，观察煤体的应力-应变关系。
三、实验结果与分析1. 化学特性分析通过超临界CO2压裂煤体的化学特性实验，我们发现：在一定的压力和温度条件下，CO2能够与煤体发生化学反应，生成一些气体产物。
这些气体产物的成分和产量随压力、温度等条件的变化而变化。
同时，我们还发现，超临界CO2压裂过程中，煤体的孔隙结构发生变化，有利于煤层气的开采。
2. 力学特性分析在超临界CO2压裂煤体的力学特性实验中，我们发现：随着压力的增加，煤体的应力-应变关系发生变化，表现出明显的塑性变形特征。
此外，我们还发现，超临界CO2压裂能够改善煤体的力学性能，提高其抗压强度和抗拉强度。
这为煤层气的安全、高效开采提供了有力的技术支持。
四、讨论与展望通过本实验研究，我们深入了解了超临界CO2压裂煤体的化学及力学特性。
这些特性的变化对煤层气的开采具有重要影响。
首先，超临界CO2与煤体的化学反应能够生成气体产物，有利于提高煤层气的采收率。
其次，超临界CO2压裂能够改善煤体的孔隙结构和力学性能，提高其抗压强度和抗拉强度，从而保证开采过程中的安全性。
《超临界CO2作用下砂岩力学特性与渗透性试验研究》篇一一、引言随着对环保与资源可持续利用的重视，超临界CO2（SC-CO2）因其特殊的物理化学性质在采矿、地质工程、能源和环保等领域中应用越来越广泛。
砂岩作为地壳中广泛分布的岩石类型，其力学特性和渗透性在超临界CO2作用下的变化对相关工程领域具有重要意义。
本文旨在通过实验研究超临界CO2作用下砂岩的力学特性和渗透性变化，为相关领域提供理论依据和实验数据。
二、研究现状当前关于超临界CO2对岩石的力学特性及渗透性影响的研究相对较少，尤其是在砂岩上的研究仍为初步探索阶段。
多数研究主要关注超临界CO2在岩石中的传输特性及其对岩石孔隙结构的影响。
这些研究对于理解超临界CO2与砂岩的相互作用具有重要意义，但仍有待进一步深入。
三、实验方法本研究采用实验室内模拟实验方法，通过向砂岩样品中注入超临界CO2，观察并记录其力学特性和渗透性的变化。
实验中使用的砂岩样品取自某一典型地质环境，并进行了严格的分类和预处理。
实验设备包括高压注入系统、压力传感器、声波测井仪和渗透性测试装置等。
四、实验结果1. 力学特性变化实验结果显示，在超临界CO2的作用下，砂岩的抗压强度和弹性模量均有所降低。
这可能是由于超临界CO2对砂岩内部孔隙的填充和扩张作用，导致岩石内部结构发生变化，进而影响其力学特性。
此外，我们还发现砂岩的变形特性也发生了明显变化，具体表现为更明显的塑性变形和延性增强。
2. 渗透性变化实验结果表明，在超临界CO2的作用下，砂岩的渗透性有所提高。
这可能是由于超临界CO2对砂岩内部孔隙的扩张作用，使得孔隙之间的连通性增强，从而提高了砂岩的渗透性。
此外，我们还观察到不同类型砂岩的渗透性变化程度存在差异，这可能与砂岩的矿物成分、孔隙结构等因素有关。
五、讨论本研究结果表明，超临界CO2对砂岩的力学特性和渗透性具有显著影响。
在工程实践中，这可能对地层的稳定性、采矿作业的安全性以及地下流体的传输等产生重要影响。
《超临界CO2作用下砂岩力学特性与渗透性试验研究》篇一一、引言随着全球气候变化和能源需求的增长，碳捕获与存储（CCS）技术日益受到关注。
在CCS技术中，超临界CO2因其独特的物理化学性质，被广泛用于地下储层的注入。
然而，超临界CO2的注入对储层岩石的力学特性和渗透性有着重要影响，特别是对于砂岩储层。
因此，对超临界CO2作用下砂岩的力学特性和渗透性进行试验研究，对于评估CCS技术的安全性和有效性具有重要意义。
二、试验材料与方法1. 试验材料本试验采用不同种类的砂岩样品作为研究对象。
这些样品在化学成分、矿物组成和结构上具有差异，以模拟不同地质条件下的砂岩。
2. 试验方法（1）力学特性试验：采用岩石力学试验机对砂岩样品进行单轴压缩试验和多轴压缩试验，以测定其力学特性参数，如弹性模量、泊松比、抗压强度等。
（2）渗透性试验：通过改变超临界CO2的注入压力和流量，测定砂岩样品的渗透系数和渗透率变化。
三、超临界CO2对砂岩力学特性的影响1. 弹性模量和泊松比的变化试验结果表明，随着超临界CO2的注入，砂岩的弹性模量和泊松比均发生明显变化。
这主要是由于CO2的化学和物理作用导致岩石内部结构发生改变。
2. 抗压强度的变化超临界CO2的注入使得砂岩的抗压强度降低。
这可能是由于CO2渗透到岩石内部，导致岩石内部结构弱化，从而降低其抗压强度。
四、超临界CO2对砂岩渗透性的影响1. 渗透系数的变化随着超临界CO2的注入，砂岩的渗透系数发生显著变化。
在一定的注入压力和流量下，渗透系数呈现先增大后减小的趋势。
这可能是由于CO2在岩石内部形成孔隙和裂缝，提高了岩石的渗透性；但随着CO2的进一步注入，这些孔隙和裂缝可能被堵塞或闭合，导致渗透系数降低。
2. 渗透率的变异性不同种类的砂岩在超临界CO2作用下的渗透率变化存在显著差异。
这主要是由于岩石的化学成分、矿物组成和结构的不同导致的。
因此，在CCS技术的实际应用中，需要充分考虑不同地质条件下砂岩的渗透率变化。
超临界CO_(2)对致密碳酸盐岩力学特性影响
苟波;王琨;李骁;詹立;刘超
【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】采用超临界CO_(2)破致密碳酸盐岩具有破裂压力低,易形成复杂缝特点,但其作用的力学机理尚未清晰。
选用马家沟组致密白云岩样,采用高温高压超临界CO_(2)饱和流体法,研究了岩样在超临界CO_(2)+地层水的流体中浸泡不同时间后的物性、声波响应、岩石力学特性和破裂形态特征。
结果表明,随着浸泡时间增加,化学溶蚀作用引起溶蚀孔径增大,岩样孔隙度、渗透率增加,而声波速度、动态和静态岩石力学参数均下降;当浸泡时间大于1.0 d后,岩样物性参数增大和力学强度降低明显;随着浸泡时间增加,岩样破裂形态由单一低角度剪切缝向高角度剪切缝、共轭缝和剪切、张型复合缝等复杂形态发展;压裂短时间内(小于1.0 d)超临界
CO_(2)+地层水形成的弱酸对岩石力学强度劣化程度有限。
【总页数】12页(P65-76)
【作者】苟波;王琨;李骁;詹立;刘超
【作者单位】油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学;中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司;陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.2
【相关文献】
1.超临界二氧化碳对致密砂岩力学特性影响的实验研究
2.超临界CO_(2)致煤岩力学特性弱化与破裂机理
3.超临界CO_(2)对碳酸盐岩储层的溶蚀作用研究
4.含裂隙碳酸盐岩酸化中超临界CO_(2)对虫孔生长的影响初探
5.超临界CO_(2)浸泡作用下煤岩力学特性应变率效应实验研究
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超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究哎呀，这可是个有趣的话题啊！今天我们来聊聊超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究。
咱们得明白什么是超临界二氧化碳。
简单来说，就是二氧化碳在一定温度和压力下，它的物理性质和化学性质都会发生改变，变成一种叫做超临界二氧化碳的状态。
这种状态可是相当神奇哦！那么，超临界二氧化碳有什么神奇的破岩机理呢？原来，超临界二氧化碳在地下深处的岩石中可以产生巨大的压力，使得岩石变得非常软弱。
这时候，只要给它一点点的能量，就可以让岩石破裂，形成一个大洞。
这就是所谓的破岩机理。
为了研究这个过程，科学家们进行了一系列的试验。
他们首先将地下深处的岩石样本送到实验室里进行处理。
然后，他们在岩石中注入了超临界二氧化碳，并控制了温度和压力。
接着，他们观察到了一个奇妙的现象：随着超临界二氧化碳的压力不断增大，岩石的硬度也在逐渐降低。
当压力达到一定程度时，岩石就破裂了！这个实验结果让科学家们非常兴奋。
他们认为，利用超临界二氧化碳的破岩机理，可以在地下深处开采出更多的矿物资源。
不过，这个过程也有一定的风险。
因为超临界二氧化碳是一种非常危险的物质，如果处理不当，可能会对环境造成严重的污染。
为了解决这个问题，科学家们还在不断地进行研究。
他们希望能够找到一种更安全、更有效的方法来利用超临界二氧化碳的破岩机理。
相信在不久的将来，我们就可以在地下深处开采出更多的宝贵资源啦！超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究是一个非常有趣且具有挑战性的课题。
通过这个课题的研究，我们不仅可以了解到超临界二氧化碳的神奇之处，还可以探索如何利用它来开发地下资源。
希望未来的科学家们能够在这个领域取得更多的突破和进展！。
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作者：李曜轩张艳王兴义来源：《当代化工》2020年第04期摘要：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。
关键词：超临界二氧化碳;压裂液;页岩;力学参数;孔隙度中图分类号：TE357.7 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）04-0572-05Abstract： In order to reduce the damage of shale formation， it is necessary to study the macroscopic mechanical properties and porosity of shale under supercritical carbon dioxide fracturing.In this paper， the physical simulation of supercritical carbon dioxide fracturing shale process was carried out in the room to analyze the rock mechanical characteristics and porosity changes after injecting supercritical carbon dioxide into the shale.The results showed that when the shale was under constant confining pressure， with the increase of supercritical carbon dioxide injection pressure， the compressive strength and elastic modulus of the shale decreased， Poisson's ratio increased， the mechanics parameters of the shale including compressive strength， elastic modulus and Poisson's ratio had respectively quadratic polynomial relation with the injection pressure of supercritical carbon dioxide in the process of experiment. After supercritical carbon dioxide was injected into the shale core， the quality of the sample decreased， and the porosity significantly increased， and the highest growth almost reached four times. The results proved the supercritical carbon dioxide fracturing is a good way to improve the physical characteristics of the shale.Key words： Supercritical carbon dioxide; Fracturing fluid; Shale; mechanical parameters; Porosity1 引言隨着我国页岩气开发的突破，页岩气技术的相关研究逐渐兴起，但传统开采油气技术存在着环境污染和生态破坏等问题[1]，而采用超临界二氧化碳作为压裂液则可以完全避免地层污染。
第30卷第5期中国海上油气Vol. 30N o. 5 2018年 10 月C H I N A O F F S H O R E O I L A N D G A S Oct. 2018文章编号：1673-1506(2018)05-0109-07 D^OI：10. 11935/j. issn. 1673-1506. 2018. 05. 014超临界二氧化碳对致密砂岩力学特性影响的实验研究$侯冰1宋振云23贾建鹏4苏伟东23王迪5(中国石油大学(北京）油气资源与探测国家重点实验室北京102249;2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安710013.中国石油天然气集团有限公司油气藏改造重点实验室-二氧化碳压裂增产研究室陕西西安7016;4.中国石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心陕西西安71116;5.中国石化石油勘探开发研究院北京100083侯冰，宋振云，贾建鹏，等.超临界二氧化碳对致密砂岩力学特性影响的实验研究[J].中国海上油气，2018，：30(5):109-110.H O U B i n g,S O N G Z h e n y u n»J I A Jianpeng»et a l. Experimental investigation on mechanical properties of tight sandstone under the effect of SC- C O2[J]. China Offshore Oil and G a s,2018,30(5) ；109-H.摘要超临界二氧化碳压裂改造有利于提高单井产量，但超临界二氧化碳对岩石力学特性的影响规律亟 待室内实验分析。
利用高温高压岩石三轴仪对致密砂岩开展超临界二氧化碳作用下岩石力学特性测试实 验，研究超临界二氧化碳、水等饱和流体作用效果及超临界二氧化碳作用下不同温度、围压和孔压对致密砂 岩弹性模量、抗压强度、泊松比和脆性指数的影响规律。
实验结果表明：相比无孔隙流体和饱和水，饱和超临 界二氧化碳时砂岩抗压强度和弹性模量明显降低；和超临界二氧化碳时，温度升高时致密砂岩岩样的抗压 强度和杨氏模量增大、泊松比和脆性指数减小，围压增大时致密砂岩岩样的抗压强度和杨氏模量先减小后增 大、泊松比先稍有增大后明显减小、脆性指数先稍有减小后大幅降低，孔压增大时致密砂岩岩样的抗压强度、杨氏模量和脆性指数减小、泊松比增大。
本文研究结果对于超临界二氧化碳压裂施工参数设计具有一定指 导意义。
关键词超临界二氧化碳；致密砂岩；石力学特性；响因素；裂中图分类号：T E357. 3 文献标识码：AExperimental investigation on mechanical properties of tightsandstone under the effect of SC-CO2HOU Bing1SONG Zhenyun2,3JIA Jianpeng4SU W e id o n g WANG Di5(1. State K ey Laboratory o f Petroleum Resources and Prospecting in China U niversity o f P etroleum，B eijin g\Q2249，China;2. DriUin〇Productiss Engineering Technology Institute n Chuanqing D rilling jlngineerinp Company l^imited ^C N P C, X i^ Shaanxi710016, C hina；3. D epartm ent o f C02F racturing S tim u la tio n，K ey Laboratory o f Reservoir S tim u la tio n，PetroC hina，X i’a n，S h a a n x i 71001，C hina;4. S u lig e R esearch C e n te r，Chan g q in g O il f i e l d C o m p a n y，，X i’a n，S h a a n x i ，C h i n a;.S IN O P E C P etro leu m E x p lo ra tio n a n d P roduction R esearch I n s titu te，B e ijin g10003，C hina)Abstract：Supercritical carbon dioxide (SC-CO2)fracturing stimulation is conducive to improving single well production,but the effects of SC-CO2on rock mechanical properties are urgently needed for indoor experimental analysis.High temperature and high pressure (H T H P)rock triaxial apparatus was used to test the mechanical properties of rock samples from the tight sandstone of Sulige gas field under the effects of*国家自然科学基金面上项目“深部裂缝性储层大斜度井水力裂缝非平面扩展机理研究（编号：5157426”、中国石油科技创新基金研究项目“深层致密储层地质-钻完井-压裂改造一体化评价方法（编号：20181>5007-0：307)”部分研究成果。
第-作者筒介：侯冰，男，博士，副研究员，主要从事石油工程岩石力学方面的教学与研究工作。
地址：北京市昌平区府学路1号中国石油大学（北京）（邮编：102249) …E-mail: houbing9802@163. c o m。
110中国海上油气2018年10月S C-C02?so a s to study th e effects of satu rated flu id s lik e S C-C02a n d water,a n d to investigate the influen ce law s of S C-C02o n elastic m odulus,com pressive strength,Poisson’s ra tio a n d brittleness ind ex o f tight sandstone u n d er d ifferen t tem peratures,con fin in g pressu res a n d pores.T he exp erim en tal results show th at co m p a red w ith p orou s flu id-free a n d satu rated water,the com pressive strength a n d elastic m odu lu s of sandstone a r e significantly red u ced w h en satu rated S C-C02is ap p lied.T he com pressive strength a n d Young?s m od u lu s of tight sandstone sam p les increase,a n d th e P o isso r T s ra tio a n d brittleness in d ex d ecrease w hen the tem p eratu re rises w ith the ap p lication of satu rated S C-C02;w h en the con fin in g p ressu re increases,th e com pressive strength a n d Young?s m od u lu s of tight sandstone sam p les d ecrease firstly a n d th en increase,th e Poisson?s ra tio in creases slightly firstly a n d th en d ecreases significantly,a n d the brittleness in d ex d ecreases firstly a n d then d eclin es rapidly;w hen th e p o re p ressu re increases,th e com p ressive strength,Young?s m od u lu s a n d brittleness in d ex of tight sand stone sam p les decrease,a n d th e Poisson?s ra tio increase.T he research results of this p a p er w ill p rovid e gu id an ce fo r p aram eters d esign of S C-C02 fracturing.Key words：S C-C02;tight sandstone；ro ck m ech an ical properties；in flu en cin g factors；fractu rin g中国致密砂岩气资源丰富，对其进行高效勘 探开发有利于能源结构调整。
致密砂岩气藏具有 低渗透率、低孔隙度的特点，常规开采效益较低[1]，但利用超临界二氧化碳流体进行储层压裂 改造有利于提高单井产量。
为了深人探讨超临界 二氧化碳相较于滑溜水、瓜胶等其他压裂液在裂 缝起裂和缝网形态上的优势，就必须研究其对砂 岩性质的改造。
国内外学者针对二氧化碳对岩石力学性质的 影响进行了大量研究。
宋土顺等[3]研究了水热条 件下二氧化碳流体与岩屑长石砂岩的相互作用，发现溶蚀主要发生在砂岩低能位和晶格缺陷位置，形成次生孔隙，同时产生水铝矿和黏土矿物的 次生沉淀物。
Oikawa等[4]实验测试发现在超临界 二氧化碳作用下Berea砂岩的抗压强度、杨氏模量 与泊松比降低；赵仁保等[5]发现二氧化碳溶蚀导 致原生孔隙扩大并产生次生孔隙，使得岩石抗拉 及抗压强度下降，渗透率增加，弹性模量的变化则 较为复杂；朱子涵等[6]发现矿物溶蚀和沉淀作用 是二氧化碳作用下储层岩性改变的直接原因。
