页岩储层盐离子扩散规律及其在压裂缝网诊断中的应用

摘要

页岩储层具有低孔、低渗、难动用等特点，通常采用长水平井和大规模体积压裂组合技术进行开发。压裂液进入地层后与储层发生一系列物理-化学反应，其中盐离子扩散作用显著，但针对离子扩散机理及其诊断压裂缝网作用的现有研究尚不完善。采用理论分析和现场案例相结合的方法总结了页岩储层中盐离子来源、离子扩散特征、机理及影响因素，给出了基于盐离子扩散机理诊断压裂缝网的实例。页岩储层盐离子来源包括储层孔隙壁面水膜中的溶解盐、生烃排水时的结晶盐、水-岩相互作用的产出盐。离子扩散特征与渗吸过程相似，分为扩散初期、过渡期、后期三个阶段；其中初期离子扩散速率较高，对数时间尺度上呈线性关系，遵循Fick定律和Einstein-Smoluchowski方程；影响盐离子扩散的因素包括储层性质、溶液性质、温度、黏度等；盐离子扩散可用于体积压裂缝网发育程度诊断。盐离子扩散诊断压裂缝网发育程度的方法可为页岩储层压裂设计和缝网评估提供科学指导，有助于实现更加精准和有效的储层改造，推动页岩油气资源的高效开发和利用。

关键词

页岩储层 / 离子扩散 / 体积压裂 / 缝网诊断 / 返排液