页岩储层压裂液渗吸-离子扩散及其影响因素
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响页岩气是一种新兴的天然气资源，是通过对页岩中的天然气进行开采和利用而获得的一种天然气资源。
页岩气的开发相对比较复杂，需要对储层进行改造和优化，才能够有效地进行开采。
页岩气储层具有特殊的地质特征，对储层改造的影响也比较显著。
页岩气储层主要特征1. 低孔隙度和低渗透性：页岩气储层的孔隙度和渗透率相对较低，通常都处于0.1%~8%之间，渗透率也较低，通常在0.1md以下。
这意味着气体在储层中的运移难度较大，对储层改造带来了一定的困难。
2. 粘土矿物质含量高：页岩储层中含有大量的粘土矿物质，这些粘土矿物质往往会堵塞孔隙和裂缝，影响气体的运移和储层改造。
3. 复杂的裂缝结构：页岩气储层中常常具有复杂的裂缝结构，这些裂缝可以是天然形成的，也可以是在水力压裂过程中形成的。
这种裂缝结构对储层改造和增产具有重要的影响。
对储层改造的影响1. 水力压裂技术的应用：由于页岩气储层孔隙度低、渗透率小，传统的天然气开采技术难以满足开采需求，因此需要采用水力压裂技术对储层进行改造。
水力压裂技术可以有效地改善储层的渗透性和孔隙度，促进天然气的释放和运移，提高储层的产能。
2. 人工裂缝的形成：在页岩气储层开采中，人工裂缝的形成对储层改造至关重要。
通过水力压裂、酸洗和其他改造技术，可以在储层中形成一系列的人工裂缝，促进天然气的释放和运移，提高产能。
3. 改善气体运移途径：页岩气储层中由于粘土矿物质的存在，孔隙和裂缝常常会被堵塞，影响气体的运移。
需要采用合适的改造技术，改善气体的运移途径，减少堵塞，提高气体的采收率。
4. 降低开采成本：页岩气储层的开采成本相对较高，储层改造可以有效地降低开采成本。
通过改善储层的物性参数、提高储层的产能，可以降低钻井次数、减少材料和人工成本，降低开采成本。
页岩气储层改造是页岩气开采过程中非常重要的一环，对储层的改造和优化能够有效地提高储层的产能、降低开采成本、提高开采效率。
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响页岩气是一种非常重要的天然气资源，其储层特征对于气田开发和储层改造具有重要的影响。
本文将从页岩气储层的主要特征入手，探讨其对储层改造的影响。
页岩气储层主要特征页岩气储层是指那些以页岩作为主要储层岩性的天然气储层，其主要特征包括低孔隙度、低渗透度、高含气量和复杂裂缝网络。
具体来说，页岩气储层的孔隙度往往在1%以下，渗透度也极低，常常在0.1mD以下，这使得气体在储层中难以流动并且难以开采。
与此页岩气储层中的含气量通常很高，可以达到数十亿立方米/平方千米的级别，这为页岩气的大规模开采提供了可观的资源。
页岩气储层中的裂缝网络也是其重要特征之一。
裂缝是指在地质岩石中由于断裂或者拉伸形成的一系列细小裂缝，而页岩气储层中的裂缝网络非常复杂且密集，这为气体的迁移和储集提供了通道和空间，也为储层改造提供了挑战。
由于页岩气储层的特殊性，对其进行开发和储层改造是一项复杂而艰巨的任务。
储层改造是指通过一系列工程措施，使得原本具有一定储集条件但不能直接商业开采的油气储层具备商业开采条件的过程。
页岩气储层的特征对储层改造具有重要的影响，主要表现在以下几个方面。
1. 裂缝治理对于页岩气储层而言，裂缝网络的存在是其开采的重要保障，但也是储层改造的挑战。
裂缝的存在使得气体在储层中的迁移和储集有了通道和空间，但也使得储层的压裂和改造变得更为复杂。
在储层改造过程中，需要对裂缝进行治理，以防止气体的大规模泄漏和储层的不稳定性。
裂缝治理涉及到地质勘探、地震勘探和地质力学等多个领域知识，需要综合利用多种技术手段，例如注水、注泥、注蜡、压裂等，以实现对裂缝的治理和控制，为储层的改造创造条件。
2. 压裂技术对于页岩气储层而言，压裂技术是一种重要的储层改造手段。
压裂技术是指通过人工方式，利用高压液体或气体将岩石打碎，形成裂缝或者扩大已有裂缝，从而提高岩石的渗透性和孔隙度，增加储层的可采储量和采收率。
对于页岩气储层而言，由于其孔隙度和渗透度较低，通常需要通过压裂技术来提高储层的可采性。
页岩气藏压裂液运移规律
页岩气藏压裂液运移规律CATALOGUE目录•页岩气藏概述•压裂液运移规律研究现状•页岩气藏压裂液运移规律研究•页岩气藏压裂液运移规律实验研究•页岩气藏压裂液运移规律数值模拟研究•页岩气藏压裂液运移规律研究展望•参考文献CHAPTER页岩气藏概述页岩气藏是一种由页岩层形成的天然气体储层，具有储层厚度薄、非均质性强、天然裂缝发育等特点。
页岩气藏的形成与地质构造、沉积环境、成岩作用等因素有关，需要具备适宜的岩石学、地球化学和构造地质学条件。
页岩气藏的形成与特点页岩气藏的储层特征页岩气藏的开发技术测井技术是开发页岩气藏的重要手段，通过测井获取地层电阻率、声波速度和伽马射线等参数，评估储层特征和含气性。
CHAPTER压裂液运移规律研究现状压裂液的物理化学性质030201渗透性非均质性压裂液在多孔介质中的运移规律压裂液与地下流体的相互作用化学反应压裂液与地下流体可能发生化学反应，生成沉淀物等，影响运移规律。
物理变化压裂液与地下流体也可能发生物理变化，例如温度变化等，影响运移规律。
CHAPTER页岩气藏压裂液运移规律研究渗透规律概述01渗透率的测量02渗透模型建立03流动规律概述流动实验研究流动模型建立滞留规律概述滞留实验研究滞留模型建立CHAPTER页岩气藏压裂液运移规律实验研究实验装置与实验方法实验装置实验方法实验结果分析压裂液在页岩气藏中的运移规律受到多种因素的影响，包括岩石的渗透性、孔隙度、压裂液的性质等。
讨论实验结果与真实情况存在一定差异，因为实验中未考虑复杂的边界条件和地层条件。
因此，需要进一步研究和改进实验方法，以更准确地预测压裂液在页岩气藏中的运移规律。
结论实验结论与讨论VSCHAPTER页岩气藏压裂液运移规律数值模拟研究前处理软件利用专业前处理软件进行地质建模、网格划分和边界条件设置，为后续的数值模拟提供基础数据。
有限元法采用有限元法对页岩气藏压裂液运移规律进行数值模拟，该方法能够精确求解连续方程和运动方程，适用于复杂地质条件下的运移模拟。
页岩气压裂的地质因素和技术发展
页岩气压裂的地质因素和技术发展【摘要】页岩气是指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的没有完全排出的天然气，页岩气主要缺失二次运移，其主要游离和吸附在页岩层上，页岩气开采中主要采用压裂开采，其中页岩气压裂相关的储层地质因素为：岩性及矿物组分、孔隙度和渗透率和裂缝，笔者也论述了页岩气压裂技术的发展。
【关键词】页岩气裂压地质因素发展1 概述页岩气正获得全球范围的认同，其资源勘探和开采已引起越来越多国家和企业的关注。
页岩气是指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的没有完全排出的天然气，页岩气主要缺失二次运移，其主要游离和吸附在页岩层上，页岩气是一种非常规的天然气，与致密气和煤层气同属于非常规的天然气。
页岩气主要形成在沉积盆地内厚度较大、分布广泛的页岩或者泥岩之中，页岩气的富集分为吸附和游离态。
页岩气的富集状态就决定页岩气的开采与常规的天然气相比有很多的不同，页岩气的开采具有开采寿命和开采的周期较长的特点，页岩气只有通过压裂技术才能够达到一定的经济产量，通过大量的水平井的钻探才能够使页岩气井能够有长期并且稳定的产量。
在中国，中石油、中石化等国家石油企业都把页岩气作为新型能源，都大大加强对页岩气的勘探与开发。
页岩气在储量上教丰富，期页岩气的资源量远远多于常规开发的天然气。
通过大量地质工作，中国的页岩气的可采资源量大约26万亿立方米，页岩气的产生需要一定的热量使有机质成熟，因此中国的页岩气主要是分布在吐哈、准噶尔、江汉、鄂尔多斯和四川等含油气盆地中。
2 页岩气压裂相关的储层特征2.1 岩性及矿物组分复杂通过得比美国页岩气开采的经验，页岩的开采必须寻找到容易压裂的岩层，这些页岩的黏土含量要小于50%才能够成功被压裂，在美国页岩气的开采中，Barnett盆地页岩的黏土含量小于50%，这使得Barnett盆地页岩的压裂很容易。
通过实验室X射线衍射分析Barnett盆地页岩，其主要的矿物成分为石英、碳酸盐和黏土，页岩中次要的矿物主要为长石、绿泥石和有机干酪根。
页岩气井储层物性和压裂技术
评价
目前，多产用弹性模量和泊松比计算页岩脆性。（多种）
低泊松比、高弹性模量的页岩脆性更好。 岩石脆性剖面图
作用意义
显著影响井壁稳定性，能影响钻井液的含量。 评价储层力学特性的关键指标。（非唯一） 决定了页岩压裂设计中液体体系与支撑剂用量选择。 决定了页岩的可压性。
脆性指数达40%以上，才有可能形成网络裂缝
页岩破坏形式
页岩的力学破坏整体上具有显著的脆性断裂特征，其力学表现受到多种因素 的共同影响。 总体而言，测试围压越高，试样产生的裂缝纹数量越少，破坏以剪切破坏为 主；围压越低，以劈裂式破坏为主。 同种页岩的趋同性随围压升高而增强。
水平井分段压裂技术
脆性岩石的压裂，应该选择以减阻水为主体积压裂模式，压裂设计原则应为 “大液量、大排量、高前置液比、小粒径支撑剂、低砂浓度。” “两大、两小”特征。 目前主要的压裂液体系是：减阻水和复合压裂液 页岩压裂只有在大排量下才能形成高效沟通天然裂缝的网状缝，存在形成网状 裂缝的临界排量。
大通道压裂技术
longer fracture half-length; increased stumulated volume better fluid clean-up ; higher fracture conductivity
脆性指数
页岩储层岩石特点：基质致密，微裂缝，层里面发育，岩石性脆，其 力学性质与一般的致密砂岩、碳酸盐岩相比具有一定的特殊性。 特殊性：具有较高的三轴抗压强度及弹性模量，属于中硬地层。
井壁稳定 影响因素： （1）通过弱面分析，了天然裂缝走向、倾角，井斜方位和井斜角 （2）温度，钻井液水活度 （3）地应力，围岩物理力学参数 裂缝形态，力学特性 地应力对水平井稳定性影响较大 钻井液在岩体中的作用：（1）物理化学作用——软化作用 （2）力学效应——劈裂作用 （1）增加裂缝面的孔隙压力 （2）润湿壁面，导致压力传至缝尖 页岩井壁稳定性就是判断井壁围岩裂缝的扩展能力。 到目前为止，对井壁周围岩石强度变化的研究，只局限于含水量与岩石强度的关系。 内摩擦角，粘聚力
页岩气生产机理及影响因素分析
气 生成 的物 质基 础 ， 其 含 量越 高 ， 页 岩 的 生烃 潜 力 越大 ， 储 层 中吸 附气 的含量 越高 。美 国福 特 沃斯盆
ｍ ， 比致密砂 岩储 层 的渗 透率 低 ２～３个数 量
级 ｊ ， 因此 在气 藏开 发 时 ， 可 以忽 略 基 质 向井 底 气
ｄ ｉ ｖ （ 、 ， ７ ）－ｑ
（ 、 ８ ）
体 的流动 ， 裂缝系统作为唯一通 向井底 的途径。在
页岩 气藏 还未 投入 开 发时 ， 吸 附状态 的气 和游 离状
缝 中运移 的质 量元 ， ｋ ｇ ／ （ ｍ ・ Ｓ ） ； 为 时 间 ， Ｓ 。
２ ． ２ 气体 在 基质壁 面 的解 吸过 程
随着 裂缝 中气 体 的采 出 ， 气 藏 的 压 力 降低 ， 气 体开 始 在 基 质 壁 面 上 解 吸 。解 吸 的 过 程 用 Ｌ ａ ｎ ｇ — ｍ ｕ ｉ ｒ 等温 吸附 曲线来 描述 ， 数 学表 征见公 式 （ １ ） 。
式中 为 吸 附状 态 页岩 气 的质 量 扩 散 通量 矢 量 ， ｋ ｇ ／ （ ｍ ・ ｓ ） ； Ｄ 为扩散 系数 ， ｍ ／ ｓ ； Ｃ为页 岩 中吸 附
８ ６
特 种 油 气 藏
第２ １ 卷
状 态 页岩气 扩散 质量 浓度 ， ｋ ｇ ／ ｍ 。 页岩气 的产 出受 渗 流一 扩散 一解 吸 ３ 个 过 程 的共 同作 用 ¨ 。渗 流是前 提 ， 有 了渗 流 ， 储层 的压 力才 会 降低 ， 在压力 梯度 下 的渗流 造成通 道 甲烷分 子浓 度差 ， 在 浓度 差 的作 用下 扩 散 ， 在 压 降 的作用 下解 吸 。３个环节 紧密相 连 ， 相 互影 响 ， 相互制约， 任何 一个 过程 受制 ， 都将 影 响页 岩气 的产 出 。页岩 气 产 出的单井 日产量 取 决 于 ３个 过程 中最 慢 的一
压裂液对煤岩储层解吸-扩散性能的影响
压裂液对煤岩储层解吸-扩散性能的影响高波;康毅力;史斌;游利军;黄小凤;皇凡生【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2016(044)006【摘要】为预防压裂液自吸侵入煤岩基质孔隙，影响煤岩储层的解吸–扩散性能，以沁水盆地石炭统太原组15号煤为研究对象，开展了低伤害活性水压裂液对煤岩储层解吸–扩散性能的损害评价实验，并基于红外光谱、低温氮气吸附和扫描电镜分析了压裂液作用前后的煤岩表面性质和孔隙结构变化。
实验结果表明：压裂液处理后，煤样的甲烷解吸率下降了10.23%，扩散系数损害率为16.67%；煤岩表面亲水性增强，液相滞留效应加剧，煤岩基质孔隙比表面增大、孔隙连通性变差、平均孔径减小，这些变化从根本上揭示了压裂液损害煤岩储层解吸‒扩散性能的微观机理。
最后，提出了基于纳米颗粒封堵技术和表面活性剂技术的煤岩储层解吸–扩散性能损害预防措施。
【总页数】6页(P79-84)【作者】高波;康毅力;史斌;游利军;黄小凤;皇凡生【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】TE357【相关文献】1.寺河煤矿煤岩颗粒解吸—扩散特征实验研究 [J], 伊向艺;吴红军;卢渊;邱小龙;管保山;张浩2.对煤储层基质解吸气扩散理论的再探讨 [J], 胡素明;胥珍珍;任维娜;王钒潦;吴克柳3.压裂液对煤岩气藏渗流性能的影响 [J], 高波;康毅力;史斌;游利军;张晓磊;皇凡生4.促进致密煤岩储层快速脱气的压裂液优选 [J], 陈飞;池晓明;康毅力;王祖文;白锋军5.地层水对不同粒径煤岩解吸-扩散影响的实验研究 [J], 周珺;伊向艺;卢渊;邱小龙;车星祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响页岩气储层是指由页岩岩性的地层中富集并产生的天然气储层，具有极高的含气量和丰富的资源潜力。
页岩气的储层主要特征包括储集岩性、孔隙结构、渗透率和孔隙度等方面，这些特征对页岩气的储层改造具有重要影响。
一、页岩气储层主要特征1. 储集岩性页岩气储层的储集岩性主要以页岩岩性为主，其岩石矿物组成以粘土矿物和石英为主，伴生有少量的长石、碳酸盐矿物和有机质。
页岩具有较高的压实度和较低的渗透率，且存在着较弱的全岩渗透性。
由于页岩自身的致密性和低渗透性，导致储层的气质分布不均匀，形成了特殊的储气机理。
2. 孔隙结构页岩气储层的孔隙结构主要由微观孔隙和裂缝构成，微观孔隙是指孔径小于0.1微米的孔隙，由于页岩的高压实度和低孔隙度，微观孔隙的孔隙度很低，裂缝是指因构造作用和地应力作用而形成的大于0.1毫米的天然裂缝，对页岩气的储层改造具有重要作用。
3. 渗透率页岩气储层的渗透率较低，一般在0.1md以下，主要受储层孔隙结构的影响，同时页岩气储层中存在大量的微细孔隙和裂缝，这些微细孔隙和裂缝能够提高页岩气的渗透率。
二、对储层改造的影响2. 孔隙度改造由于页岩气储层的孔隙度较低，通常需要采用多种方法进行孔隙度的改造，例如通过增加地层压力、提高地层温度、注入适当的酸性液体等方式，从而提高储层的孔隙度，增加气体的储集空间。
3. 裂缝改造页岩气储层中存在的裂缝对气体的固定和产能有着重要的影响，因此对裂缝的改造也是提高页岩气产能的关键。
通过注入适当的液体、施加水力压裂等方法，能够有效地改造页岩气储层中的裂缝，提高气体的产能。
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页岩储层压裂液渗吸-离子扩散及其影响因素杨柳;葛洪魁;程远方;闫伟;赵凤坤;刘敦卿;李伟【摘要】研究页岩气井压裂液返排率及返排液矿化度变化规律是深入认识储层和评价人工缝网发育程度的重要手段之一,但目前对压裂液由人工裂缝渗吸进入基质和盐离子由基质扩散进入人工裂缝的机理及主控因素尚不清楚.针对中国典型页岩储层开展了室内自发渗吸实验,并采用电导率仪监测了溶液中的离子含量变化,结果表明:盐离子扩散是伴随着毛细管力和粘土吸附力驱动下的压裂液渗吸进行的,压裂液渗吸进入页岩基质为盐离子的扩散创造了通道和条件;粘土矿物含量及类型对渗吸能力和离子扩散能力的影响较大,粘土含量越高,渗吸和离子扩散能力越强,伊蒙混层和伊利石的存在能够大大提高页岩储层的渗吸和离子扩散能力.此外,压裂液中阳离子表面活性剂可以改变毛细管力,进而降低渗吸-离子扩散能力;KCl溶液可以抑制粘土吸附作用,进而降低压裂液渗吸-离子扩散能力.研究页岩储层的压裂液渗吸-离子扩散及主控因素对深化储层特认识、优化返排制度以及评估水锁伤害的程度具有重要意义.【期刊名称】《中国海上油气》【年(卷),期】2016(028)004【总页数】6页(P94-99)【关键词】页岩储层;压裂液;渗吸;离子扩散;影响因素【作者】杨柳;葛洪魁;程远方;闫伟;赵凤坤;刘敦卿;李伟【作者单位】中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249;中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249;中石油煤层气有限责任公司北京100028;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249;科尔加里国际油气技术有限公司北京 100125【正文语种】中文【中图分类】TE348目前，页岩气资源的有效开采主要依靠水平井多级压裂技术大规模向地层中注入滑溜水，进而实现页岩储层的体积改造。
然而，国内外的压裂施工经验表明，大量的压裂液滞留在页岩地层中而导致压后返排率普遍低于30%，如北美Marcellus区块的返排率低于7%，而我国涪陵页岩气区的返排率甚至低于3% [1]。
此外，返排液中的矿化度明显升高(由初始的1～5 g/L上升到约200 g/L)。
因此，研究页岩气井返排率及返排液矿化度的变化规律对认识储层和评价体积压裂缝网发育程度具有重要的意义[2]。
国内外的学者在页岩储层的返排分析方面已经进行了大量的研究工作，普遍认为复杂裂缝壁面的压裂液渗吸和基质中的盐离子扩散是导致返排率低和返排液矿化度高的重要机理之一。
高树生等[3]在深入分析页岩自吸的主控因素基础上，通过建立缝网等效模型对页岩储层压后返排率进行了初步预测；Hu等[4]指出Barnett页岩基质孔隙连通性较差，对流体的流动和扩散有重要的影响；Dehghanpour等[5]认为页岩储层的压裂液渗吸能力不仅取决于页岩本身的物性特征和矿物组成，还与压裂液的成分有关；Makhanov等[6]研究了页岩层理对压裂液渗吸速率的影响，结果显示平行层理方向的压裂液渗吸速率明显高于垂直层理方向；Roychaydhuri 等[7]针对北美页岩开展了吸水吸油实验，结果表明页岩同时含有亲水的粘土矿物和亲油的有机质，具有混合润湿的特点，对压裂液的流动与赋存影响较大；Dehghanpour等[8]发现硬脆性页岩吸水后内部产生微裂缝，在一定程度上提高了页岩储层的渗透率，利于页岩气产出；Wang等[9]建立了基于压裂液成分和页岩矿物组成的压裂液渗吸模型，分析了页岩返排率的主控因素。
然而，目前国内外的学者对盐离子的扩散机理研究较少，在页岩储层压裂液渗吸和盐离子扩散的相互关系方面的认识尚有欠缺。
笔者通过页岩压裂液渗吸和离子扩散实验，定量研究了压裂液在页岩储层中渗吸能力及盐离子的扩散能力，分析了两者之间的关系，阐明了页岩矿物组成和压裂液成分对压裂液渗吸和离子扩散能力的影响，本研究对页岩气储层体积压裂设计和返排制度优化具有参考意义。
1.1 实验样品实验样品取自鄂尔多斯、柴达木、四川等盆地的典型页岩储层：延长组、干柴沟组、五峰组、龙马溪组、鲁家坪组和牛蹄塘组，基本信息如表1所示。
表2为不同页岩储层的全岩矿物分析结果。
实验采用的流体主要为蒸馏水、质量分数为10%的KCl溶液和2.5%的阳离子表面活性剂，基本参数见表3。
1.2 实验设备和步骤页岩具有低孔低渗的特点，样品质量在自发渗吸的过程中变化不大，实验结果主要受测试误差的影响。
为了尽可能地提高实验精度，主要采取了以下措施：①采用高精度的分析天平(Mettle XPF205)，其测量精确度达到0.000 01 g；②使用直径为0.13 mm的无弹性和不渗透的细线(0.6号鱼线)悬挂样品，避免由于液面下降给实验结果带来的影响；③实验设备安放在恒温恒湿箱中，避免由于温度、湿度和空气流动对实验扰动，装置如图1所示。
此外，采用梅特勒SevenExcellence多功能电导率测量仪对溶液电导率进行监测，其分辨率为0.1～2 000 μS/cm。
溶液的电导率取决于溶液内电解质的浓度，是评价所测量溶液的盐离子含量的重要指标。
一般来说，溶液中盐离子浓度越高，电导率越大，反之电导率越低。
这里采用溶液电导率的变化来研究页岩储层的离子扩散能力。
实验步骤如下：1) 实验前测量记录样品的原始尺寸和质量，并将样品放在105 ℃的烤箱进行烘干，直到样品的质量不再发生变化；2) 调节液面高度，使得挂在细线上的样品完全浸没在液体中；3) 记录样品的质量和溶液电导率的变化，并将结果传递至电脑。
2.1 渗吸能力及离子扩散能力通过压裂液渗吸和离子扩散实验得到归一化的渗吸体积和电导率随着时间的变化，如图2所示。
可以看出，无论是砂岩还是页岩，实验过程中渗吸体积和电导率都是随着时间的增加而增加，直到达到平衡阶段。
其中，渗吸速率和离子扩散速率是变化的，即初期渗吸体积和电导率随时间增长较快，随后上升速率慢慢变小，并趋于平稳。
对比图2a、b可以看出，曲线形态和趋势都存在较大的相似性，说明液体渗吸和页岩基质中盐离子扩散是同步进行的。
液体渗吸进入页岩基质与页岩孔隙内表面的盐离子接触，在浓度差作用下，盐离子溶解、扩散进入浓度较低的渗吸液中，并与渗吸反向运动。
液体渗吸为基质中盐离子的扩散创造了通道和条件，而且液体渗吸推进前缘与离子溶解前缘一致，因此溶液中电导率的变化也能很好地反映液体的渗吸规律。
渗吸体积和溶液电导率与样品尺寸和形状有关，而经归一化处理的渗吸体积和溶液电导率能够很好地反映页岩渗吸能力和离子扩散能力，即为曲线的峰值(图2)。
页岩储层的压裂液渗吸能力和盐离子扩散能力大大超过常规砂岩储层，这是页岩气井压后返排率低和返排液矿化度高的主要原因。
此外，GCG、LMX、YC和LJP储层样品的渗吸能力超过1，尤其是GCG储层样品的渗吸能力超过7，这与页岩富含粘土矿物有关。
2.2 影响因素分析2.2.1 粘土矿物含量及类型图3为渗吸能力和离子扩散能力随着粘土矿物含量、伊蒙混层含量和伊利石含量的变化曲线，可以看出页岩的渗吸能力和离子扩散能力与总粘土矿物含量、伊蒙混层含量和伊利石含量呈很好的正相关关系。
对比发现，YC储层样品的粘土总含量较高，但是其渗吸能力低于LMX储层样品。
分析认为，LMX储层样品含有少量蒙脱石矿物，蒙脱石的比表面积大大高于伊蒙混层，能明显提高页岩的渗吸能力。
由此来看，压裂液渗吸能力不仅仅与粘土总含量有关，粘土矿物的类型也至关重要，其中高比表面积粘土矿物(蒙脱石、伊蒙混层和伊利石)的存在能够大大提高页岩储层的渗吸能力和离子扩散能力。
图2a、3a中，GCG、YC、LJP和LMX储层样品的最大渗吸体积与孔隙体积之比大于100%，尤其是GCG储层样品，该比值超过700%，与Zhou等[10]测得的实验结果一致。
饱和水页岩最终的含水饱和度会超过100%，这与常规油气储层含水饱和度在0～100%之间的观点存在明显不同，这是因为页岩的孔隙度主要通过气测孔隙度仪测定，气体只能占据孔隙空间，而水既可以进入孔隙空间，还能够吸附到粘土颗粒晶格表面和内部。
对于常规储层而言，渗吸驱动力主要是毛细管力，而页岩储层压裂液渗吸驱动力不仅仅取决于毛细管力，粘土吸附作用也至关重要。
因此，压裂液在富含粘土的页岩基质中赋存的空间分为孔隙空间和粘土晶格空间两部分，高比表面积的粘土矿物含量越高，粘土晶格空间则越大，渗吸能力越强。
2.2.2 压裂液成分页岩储层压裂液渗吸的驱动力主要为毛细管力和粘土吸附力，压裂液组成和性质的不同会对渗吸驱动力产生影响，进而影响到压裂液的渗吸能力，随之页岩的离子扩散能力也会发生变化。
表1中每种页岩储层分别取3个相同的样品浸泡蒸馏水、表面活性剂和质量分数为10%的KCl溶液，测定压裂液成分对渗吸能力和离子扩散能力的影响，结果表明：压裂液中加入阳离子表面活性剂后，能明显提高页岩表面的润湿角，降低毛细管力和表面亲水性，如图4所示；加入10%的KCl溶液后，能有效抑制粘土水化作用，提高页岩稳定性，如图5所示。
图6为加入阳离子表面活性剂和10%的KCl溶液后的渗吸能力和离子扩散能力，可以看出表面活性剂和10%KCl溶液可以降低渗吸能力和离子扩散能力。
此外，与其他样品相比，KCl溶液对于GCG和LMX储层样品的渗吸能力和离子扩散能力抑制更加明显，这与GCG和LMX储层样品具有较高的粘土矿物含量有关。
此外，从图6b中可以看出，表面活性剂的加入对离子扩散能力影响不大，这是因为表面活性剂是通过影响毛细管力渗吸作用间接影响离子扩散能力，因此，表面活性剂对离子扩散能力的影响程度比较有限。
与表面活性剂不同，加入KCl溶液可以明显地降低离子扩散能力，这是因为KCl溶液中的盐离子既可以通过影响粘土渗吸作用间接影响离子扩散能力，又可以提高溶液浓度，降低离子扩散浓度差，从而直接影响到离子扩散能力。
1) 盐离子扩散是伴随着毛细管力和粘土吸附力驱动下的压裂液渗吸进行的，压裂液渗吸进入页岩基质为盐离子的扩散创造了通道和条件。
2) 渗吸能力和离子扩散能力不仅与粘土矿物总含量有关，粘土类型的影响也非常重要。
其中，高比表面积粘土矿物(蒙脱石、伊蒙混层和伊利石)的存在能够大大提高页岩储层的渗吸能力和离子扩散。
3) 阳离子表面活性剂可以改变毛细管力进而降低渗吸能力和离子扩散能力；KCl溶液可以抑制粘土吸附作用进而降低压裂液渗吸能力和离子扩散能力。
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