高温作用下不同岩性岩石物理特性的演化规律

关于高温导致岩石孔隙结构和物理参数变化的研究成果较多,但研究的岩石岩性单一,且对不同岩性岩石受热激励后物理性质变化规律、差异机制等方面的研究还不深入。为此,以四川盆地上三叠统须家河组致密砂岩和泥岩、下志留统龙马溪组页岩为研究对象,通过室内实验,研究了高温作用下不同岩性岩石孔隙度、渗透率和声波速度的变化规律,并讨论了不同岩性岩石动态弹性参数、裂隙密度、损伤系数随温度变化的规律。研究结果表明:①不同岩性岩石阈值温度存在差异,其中砂岩为500℃,页岩为400℃,泥岩为300℃;②随着温度增加,不同岩性岩石表面颜色逐渐发生变化,宏观体积逐渐增大,质量和密度逐渐减小,有机碳含量是影响页岩表观颜色的主控因素;③不同岩性岩石孔隙度、渗透率、裂隙密度、损伤系数随温度增加而增大,而声波速度、弹性模量、体积模量、剪切模量等弹性参数呈减小趋势;④随着温度增加,页岩时域信号振幅下降,频域图主频逐渐向低频部分偏移,岩石孔隙结构变化程度增加;⑤不同岩性岩石受热初期质量损失受到黏土矿物影响较大,而高温时受到碳酸盐矿物含量影响较大,碳酸盐矿物含量对孔隙度增大呈积极作用,石英含量对渗透率增大起积极作用,即岩石石英、碳酸盐矿物含量越高,高温作用后岩石物性改善效果越好。结论认为,高温对岩石的物理特性影响程度主要取决于岩石自身的矿物组分,研究结果对原位加热改性技术在储层增渗可行性研究有一定的参考价值。