砾岩油藏压裂裂缝遇砾扩展行为机理

作     者：徐泽昊 刘向君 梁利喜 丁乙 熊健 段茜 XU Zehao;LIU Xiangjun;LIANG Lixi;DING Yi;XIONG Jian;DUAN Xi

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610500 

出 版 物：《油气地质与采收率》 (Petroleum Geology and Recovery Efficiency)

年 卷 期：2023年第30卷第3期

页      面：115-127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：国家科技重大专项“砂砾岩致密油岩石力学特征描述与建模”(2017ZX05070-001)。 

主　　题：砾岩 砾石 水力压裂 多场耦合 数值模拟 裂缝扩展 

摘      要：砾石的随机分布使砾岩储层具有高度非均质性,显著影响局部力学响应,难以控制和预测水力压裂裂缝的扩展。水力压裂裂缝的遇砾扩展机制仍不清楚,使得水力压裂的设计和有效实施充满挑战。基于全局黏聚力单元,在Abaqus平台建立了渗流-应力-损伤多场耦合的二维裂缝扩展模型;在细观尺度上将砾岩视为砾石、基质和胶结面组成的三相复合材料,进行压裂裂缝遇砾扩展行为机理研究。结果表明,水力裂缝遇砾发生穿砾、绕砾、穿砾且绕砾等现象;砾石的渗透性和弹性模量对裂缝遇砾行为影响的作用机理不同:砾石的低渗透性造成憋压现象,裂缝尖端流体压力提高了13%,水平与竖直方向有效应力分别减小了10.1%和12.8%;砾石的高弹性模量造成应力的屏蔽现象,裂缝尖端与砾石间的区域水平方向有效应力减小了5.8%。砾石的低渗透性与高弹性模量都会造成胶结面上发生剪应力集中,增加了胶结弱面破坏的可能性,造成裂缝遇砾发生偏转。