真三轴大物模水力压裂裂缝起裂及扩展模拟实验

作     者：孔祥伟 严仁田 张思琦 袁庆鸿 陈青 许洪星 Kong Xiangwei;Yan Rentian;Zhang Siqi;Yuan Qinghong;Chen Qing;Xu Hongxing

作者机构：长江大学石油工程学院 中国石油西南油气田公司开发事业部 中国石油西南油气田公司天然气研究院 中国石油大港油田集团工程建设有限责任公司 中国石油川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 

出 版 物：《石油与天然气化工》 (Chemical engineering of oil & gas)

年 卷 期：2023年第52卷第3期

页      面：97-102页

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：国家自然科学基金“超深裂缝地层溢流多相流动机理及气体侵入类型识别研究”(52274001) 中石化科技部项目“川西中浅层致密砂岩气藏体积压裂关键技术”(P22047)。 

主　　题：致密砂岩油藏 真三轴 大物模 体积压裂 裂缝扩展 

摘      要：目的鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层岩石致密、非均质性强,孔喉分选性及连通性较差。前期常规压裂工艺改造手段单一,裂缝欠发育的致密储层改造效果不佳。方法根据量纲分析法(π定理)优化了物理模拟实验相似准则设计思路,设计了等比例缩小的压裂裂缝起裂及延伸模拟系统。利用大尺寸真三轴模拟实验系统,系统开展了30 cm×30 cm×30 cm致密砂岩露头岩样水力压裂模拟实验。利用三维扫描仪量化评价压裂裂缝改造面积,结合岩体破裂时的实验泵压峰值,揭示裂缝起裂及延伸规律。结果量化了天然裂缝及弱面、应力差、压裂液体类型和施工排量条件下压裂裂缝起裂压力及其改造面积,揭示了地质工程因素对压裂裂缝延伸行为的影响规律,明确了地质工程参数对压裂裂缝延伸及复杂缝网形成的影响程度。结论天然裂缝及弱面发育、低应力差、低黏滑溜水和高排量是获得复杂裂缝形态的有利因素,为研究区块体积压裂工艺试验进行了实验佐证和理论依据。建议采用“大液量、大排量、扩大波及体积为主的体积压裂思路及工艺技术,以获得复杂缝网的改造目标。