水力压裂裂缝是页岩气藏气体运移和井筒供气的主要通道，其导流能力直接决定气井产能及长期开发效果。压裂施工结束后，部分压裂液会滞留于裂缝系统中，并与页岩矿物发生水岩相互作用（WRI, i.e., water-rock interaction）。该过程会导致裂缝壁面软化、支撑剂嵌入增强、裂缝宽度减小，进而引起裂缝导流能力衰减，最终影响气井生产动态。已有研究多关注水岩相互作用对裂缝导流能力的损害作用，但对水岩相互作用持续时间如何影响裂缝导流能力及气井产能的认识仍不充分。针对这一关键问题，我校能源学院研究生白晶金等在导师滕柏路教授的指导下，开展了不同水岩相互作用时间和有效应力条件下的支撑裂缝导流能力实验，揭示了水岩相互作用时间对裂缝宽度、裂缝导流能力及气井产能的影响机制。在实验结果基础上，建立了考虑水岩相互作用时间效应的裂缝导流能力模型，并进一步将该模型应用于页岩气藏数值模拟和实际气井生产历史拟合中，定量评价了水岩相互作用对裂缝导流能力演化规律以及气井长期产能的影响。该研究取得了如下主要创新性认识：

1. 通过裂缝导流能力实验系统揭示了不同水岩相互作用时间条件下裂缝宽度与导流能力的动态演化规律，建立了引入应力敏感系数ε的时间依赖性裂缝导流能力模型，实现了水岩相互作用持续时间对裂缝闭合及导流能力衰减过程的定量表征（图1）；

2. 在单层支撑剂实验基础上，建立了适用于多层支撑剂条件的裂缝导流能力预测模型，同时考虑支撑剂嵌入、支撑剂压实变形及壁面黏性流动（Brinkman）等关键影响因素，并通过室内实验验证了模型的准确性和适用性（图2）。

3. 揭示了时间依赖性水岩相互作用影响裂缝导流能力演化及气井产能响应的作用机制。建立了裂缝导流能力损失与气井产能之间的定量联系，阐明了水岩相互作用通过改变裂缝应力敏感性和导流能力演化过程影响气井生产动态的内在规律，为页岩气井长期产能预测与开发优化提供了理论支撑（图3）。

图1 不同持续时间下有无水岩作用的应力敏感系数ε拟合曲线

(a) 多层支撑剂条件下裂缝导流能力实验装置示意图; (b) 水岩作用持续时长为1天和10天的多层导流能力模型验证结果.

图2 多层支撑剂铺设条件下裂缝导流能力实验装置及模型验证结果

图3 不同水岩作用时长下裂缝导流能力场图对比

该研究受到国家自然科学基金（52474051）的资助。成果发表于国际水资源领域权威期刊《SPE Journal》上，Jingjin Bai, Jiawei Liu, Cai Jiujie, Jiazheng Liu, Jiaqiang Han, and Bailu Teng*. A Comprehensive Study of the Effect of Time-Dependent Water-Rock Interaction on Fracture Conductivity and Well Performance. SPE Journal, 2026.

全文链接：https://doi.org/10.2118/233753-PA