页岩储层的渗透性是评价页岩气商业开采可行性的重要参数，在页岩气开采中，水力压裂和页岩气输送与页岩气储层的渗透性紧密相关。页岩是一种渗透率极低的沉积岩，通常被认为是油气运移的天然屏障，而含裂缝页岩的渗透性要大得多，随着页岩气的开采，储层内孔隙压力降低，有效应力增加，导致储层裂缝和基质渗透率降低，采收率下降，另一方面，构造各向异性、层理面和有效应力对页岩储层渗透率具有重要影响，因此，有必要进一步研究含层理面和裂缝的页岩的渗透率。为了研究页岩在不同层理方向和裂缝的导流能力，中国矿业大学杨圣奇教授团队对龙马溪页岩不同层理倾角的完整试样和含裂缝试样开展了渗透率测试研究。
由于页岩渗透率低，研究人员采用脉冲衰减法测定完整页岩样品的渗透性，而含裂缝的试样渗透性显着增加，脉冲衰减法不再适用，因此采用稳态法测量渗透性。结合实验和理论分析，研究了在有效应力作用下，完整页岩试件和裂隙页岩试样渗透率的各向异性特征。两种页岩试样的渗透率随着有效应力的增加呈指数衰减。进一步研究了渗透率的主要控制因素，描述了层理面或夹层结构岩石内部流体的流动特性。在此基础上，提出了一个描述岩石渗透率各向异性的新模型。对于含裂缝的页岩试样，推导了其等效渗透率与裂缝渗透率的函数、等效渗透率与有效应力的函数、以及裂缝渗透率与有效应力的函数。
该研究提出的描述页岩渗透各向异性特征的表达式可以很好地反映含有层理或夹层结构的页岩试样的渗流各向异性特征，进一步揭示了层理或夹层的发育程度、层理或夹层的渗透特性、层理与渗流方向的夹角是影响页岩材料渗透特性的主要因素。此外，不同有效应力下裂隙试样的等效渗透率比完整页岩试样的渗透率高 4～5个数量级。研究成果对评价含层理面和裂缝页岩的渗透性提供了理论依据，为页岩气商业开采提供了指导性建议，相关研究成果发表于《Rock Mechanics and Rock Engineering》 期刊。
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