Während des hydraulischen Frac-Prozesses in Schiefergestein verschärft die Spannungsevolution physikalische Schäden, was zu differenzierten Durchlässigkeitsänderungen in verschiedenen Bereichen des Speichers führt. Unterschiede in der Minerale Zusammensetzung und die mikroskopische Heterogenität verleihen dem Schiefer auffällige Kriech-Eigenschaften, die altersbedingte Deformationen im Schieferspeicher verursachen und die Fließfähigkeit der Risse verringern. Frühere Studien zum Kriechen von Schieferkernen konzentrierten sich meist auf mechanische Eigenschaften, während Untersuchungen zu den Auswirkungen des Kriecheffekts auf die Durchlässigkeitsentwicklung rar sind. Ausländische Forscher führten Experimente zur Beziehung zwischen Schieferdurchlässigkeit und Zeit durch, jedoch ohne umfassende Untersuchungen an Kernen mit unterschiedlichen Durchflussfähigkeiten und Eigenschaften. Diese Studie unterteilt den Lagerstättenbereich in der Bohrlochnähe in drei Zonen: Stützrisszone, nicht unterstützte Risszone und Matrixzone, und verwendet reale Schieferkerne aus dem Bohrloch, um die zonalen Eigenschaften zu charakterisieren. Ein Prüfgerät und eine Prüfmethode für Kriecheffekt-Durchlässigkeit wurden entwickelt. Durch Analyse der zeitlichen Entwicklung der Kerneigenschaften wurde der Schädigungsmechanismus und das Veränderungsmuster der Durchlässigkeit von gestützten Rissen, ungestützten Rissen und Matrix unter Kriecheffekten aufgedeckt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Durchlässigkeit von gestützten Risskernen, ungestützten Risskernen und Matrixkernen mit zunehmender Einwirkungszeit der effektiven Spannung exponentiell abnimmt, wobei eine anfänglich schnelle Abnahme gefolgt von einer allmählich verlangsamten Abnahme auftritt. Je größer die effektive Spannung, desto schneller die Durchlässigkeitsabnahme; am schnellsten nimmt die Durchlässigkeit bei ungestützten Risskernen ab, gefolgt von gestützten Risskernen und am langsamsten bei Matrixkernen. Beispielsweise sank die Durchlässigkeit nach 108 Stunden unter 25 MPa effektiver Spannung auf 44,07 %, 4,21 % und 1,55 % des Anfangswerts für Matrix-, gestützte Riss- und ungestützte Risskerne; bei 45 MPa sank die Durchlässigkeit nach 108 Stunden auf 9,28 %, 3,81 % und 1,02 %. Eine homogene Porenstruktur (Porengröße, -form und -verteilung sind hochgradig einheitlich) sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der äußeren effektiven Spannung im gesamten Kern und verhindert unter niedrigen Spannungsbedingungen lokal konzentrierte Belastungen, die zum Poreneinsturz oder Rissausbreitung führen könnten. Daher ist der Durchlässigkeitsrückgang bei Matrixkernen unter niedriger effektiver Spannung relativ gering. Diese Studie basierend auf physikalisch simulierten Experimenten legt effektiv die Auswirkungen des Kriecheffekts unter veränderlichen Spannungsbedingungen auf die Durchlässigkeit der verschiedenen Zonen eines Schieferspeichers offen und erklärt sie.

Schiefergas; effektive Spannung; dynamische Entwicklung der Durchlässigkeit; Kriecheffekt; Fracturing-Zonierung