储层非均质性对水力压裂裂缝扩展的影响研究

作     者：申峰 任相彦 周雷 汤积仁 Shen Feng;Ren Xiangyan;Zhou Lei;Tang Jiren

作者机构：陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院西安710075 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 

出 版 物：《地下空间与工程学报》 (Chinese Journal of Underground Space and Engineering)

年 卷 期：2021年第17卷第5期

页      面：1444-1456页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：重庆市基础科学与前沿重点项目(CSTC,2017jcyjB0252) 国家自然科学基金(51774056) 科技部十三五重大专项(2017ZX05049-003-11) 

主　　题：多簇射孔水力压裂 非均质性 滤失 数值仿真 裂缝-孔隙流固耦合 

摘      要：为了研究滤失和储层非均质性对水平井多簇射孔水力压裂裂缝扩展形态的影响,在前期建立的水力压裂流固耦合模型基础上,增加考虑多孔介质内流体流动,裂缝孔隙间的流体交换和射孔流量分配的物理过程,形成了用于多簇射孔水力压裂裂缝扩展的裂缝孔隙流固耦合模型,并数值模拟研究了致密砂岩气储层性质均质、非均质下水平井多簇射孔水力压裂裂缝扩展。研究发现:(1)滤失对中间簇射孔水力压裂裂缝扩展影响较大;(2)在储层均质情况下,多裂缝呈对称扩展,而在储层杨氏模量、抗拉强度、基质渗透率等非均质分布情况下,多裂缝呈非对称、非均匀扩展;(3)在储层复杂非均质情况下,四簇和三簇射孔水力压裂存在射孔簇过度改造、欠改造、甚至未起裂扩展的情况,尤其是在小间距条件下的四簇射孔。而两簇射孔水力压裂即使在间距较小时裂缝也能正常起裂扩展。因而,为了裂缝更多地有效扩展,在实际工程中,如果水力压裂密集施工,建议采取两簇射孔压裂;如果水力压裂不密集施工,兼顾施工成本建议采取三簇或四簇射孔压裂。