在页岩气开发的大规模体积压裂作业中,压裂液返排率一般在10%~60%,导致大量水滞留在储层内。以昭通、长宁和威远区块岩心为研究对象,采用X射线衍射分析及红外光谱法研究页岩膨胀性,重量法表征吸水机理、溶出致孔作用等,揭示不同工作液在页岩中赋存状态。结果表明,取样岩心黏土矿物含量为18%~20%,主要为绿泥石、伊利石和少量伊/蒙混层,采用蒸馏水、滑溜水、助排剂及防膨剂水溶液浸泡岩心1、3、5、7 d,XRD的1 nm处无明显变化,对比红外光谱未发现层间水吸收峰,吸液量及吸液速度与粒径及孔径成正比;超声浸泡页岩矿物溶出率为0.6%左右,主要为氯化钾和氯化钠,少量氯化钙,(BET)比表面积测试结果显示致孔作用不显著;清水浸泡粒径为0.154 mm的岩心,孔径随浸泡时间延长而减小,饱和时达到2.37%~2.85%,与孔容相当,完全占据孔容。XRD中1 nm处峰宽及峰高的变化为指导,用IR中层间水峰与硅氧峰比值进行验证,建立了评价黏土膨胀性能的方法 ;对川南岩心的评价结果显示,工作液浸泡页岩不会引起黏土膨胀;川南页岩中可溶性盐含量较低,工作液溶出致孔作用不显著;工作液中的水在足够长时间内可以进入纳米微孔道,占据微孔,但不会进入黏土矿物质晶格层间,不会因膨胀对地层造成渗透率伤害。