摘要：为研究高盐度页岩地层水与低盐度压裂液形成的化学势差对压裂液返排的影响,推导建立了压裂液与地层水的化学势差关系式,并建立了考虑黏性力、毛细管力及渗透压的基质和裂缝气水两相流动数学模型,模拟了化学势差驱动下的压裂液返排动态,分析了地层含水饱和度与盐浓度剖面随返排时间的变化。研究表明:在返排过程中,基质中的水分子在化学势差的驱动下持续向储集层深处迁移,基质中的盐离子则不断向裂缝扩散。压裂返排168 h后,水的迁移距离达40 cm,裂缝壁面的盐浓度提高幅度为0.841%,气井累计返排率仅为22.1%。如不考虑解吸附效应、化学渗透或毛细管渗吸作用,累计返排率将分别为23.5%、32.4%和41.1%。毛细管渗吸和化学渗透作用对返排的抑制作用明显,因此,在进行页岩气井压裂效果评价时应充分考虑这两个因素。

关键词：页岩 压裂液返排 化学势 毛细管力 解吸附效应 

单位：中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室