近年来，超临界二氧化碳（SC-CO2）克服了传统水基流体压裂的缺点，作为一种新型压裂工具被尝试用于页岩储层的水力压裂。由于SC-CO2独特的物理化学性质，压裂机理比传统流体更为复杂，目前压裂机理尚不明确。本文中，我们使用SC-CO2对页岩储层进行水力压裂，并采用声发射(AE)数据对压裂过程进行监测。结果表明，SC-CO2复合作用刺激的裂缝既有剪切裂缝，也有拉伸裂缝。在起裂阶段，SC-CO2激活了井筒周围的天然裂缝，并诱发了剪切裂缝。在扩展阶段，SC-CO2快速渗透到裂缝尖端，形成动态扩展过程，并产生大量拉伸裂缝。裂缝扩展过程中可以观察到随着快速的压力变化和裂缝中局部应力冲击形成的CO2相变。此外，实验还表明，页岩中层理结构的存在可以限制裂缝的扩展，从而导致裂缝网络体积变小，限制了生成裂缝的复杂程度。该研究有助于理解SC-CO2的压裂机理，为页岩油藏水力压裂技术的发展提供参考。
图1注入点水力压裂激活层理示意图。如果没有层理构造，水力裂缝将沿轴方向扩展（左列）。如果存在层理构造，局部应力会发生变化，表现为局部应力坐标系会相对于裂缝尖端旋转（右列）。在新的应力坐标下，会产生一个剪切力分量
图2 裂缝滞后示意图
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