摘要
近年来，二氧化碳压裂技术在国内致密油气开发中应用的愈发广泛。与常规的水力压裂相比，二氧化碳压裂具有对储层伤害小，压后返排效率高等诸多优势。二氧化碳压裂裂缝的扩展规律及形态可以为致密油藏高效压裂设计提供参考依据。基于此，本次研究通过高温高压三轴岩石力学测试系统，对比了不同流体以及超临界二氧化碳状态下温度、围压、孔隙压力对岩石力学性质的影响规律;结合二氧化碳岩心浸泡实验，明确了二氧化碳对岩石的矿物组成、孔隙度等物性的影响;设计了两种物理模拟实验，研究了超临界二氧化碳压裂的裂缝扩展规律;使用软件模拟分析了施工参数及地质参数对二氧化碳压裂裂缝扩展的影响，现场压后试井解释揭示了二氧化碳压裂裂缝扩展特征及控制机理。 研究结果表明:二氧化碳环境下，砂岩力学特征表现为抗压强度和模量值的减小，泊松比的增大;而在温度、围压、孔隙压力增高情况下呈现抗压强度和杨氏模量增大、脆性减弱的趋势。二氧化碳的溶解溶蚀作用导致砂岩的孔隙度和渗透率增加，尤其是对碳酸盐矿物组分具有较为显著的溶蚀作用。在渗透性较差的岩石中，二氧化碳压裂形成的裂缝尺寸更大，并对微裂缝起到良好的沟通作用。排量越大缝长缝高就越大;平均砂比小于20％时，裂缝半长与其呈负相关与平均缝宽呈正相关性;砂量越大缝宽就越大;地层渗透率越大压裂液滤失越严重从而引起砂堵制约裂缝扩展。地层温度和孔隙压力增大对裂缝的扩展起延伸作用。同时现场试井解释表明二氧化碳裂缝具有导流能力强，缝长普遍小于100米的特征。
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