多级水力压裂应力阴影效应的数值分析

作     者：宋进鑫 郁航 王雅亭 陈佳亮 鞠杨 SONG Jinxin;YU Hang;WANG Yating;CHEN Jialiang;JU Yang

作者机构：中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 煤炭精细勘探与智能开发国家重点实验室北京100083 

出 版 物：《矿业科学学报》 (Journal of Mining Science and Technology)

年 卷 期：2024年第9卷第3期

页      面：475-482页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金创新研究群体(52121003) 国家重点研发计划(2022YFC3004602) 

主　　题：自适应有限元-离散元法 应力阴影效应 流体力学耦合 压裂液滤失效应 

摘      要：多级水力压裂作为储层改造的主要技术手段,广泛用于提高致密油气藏的气体产量。裂缝在扩展过程中的应力阴影效应对于有效连通储层的天然裂缝并形成有利于油、气体流动的复杂裂缝网络至关重要。本研究采用了自适应的有限元-离散元方法,通过改进网格自动细化和识别多个裂缝扩展模拟含天然裂缝储层的多级水力压裂。数值模型中考虑了水力裂缝、天然裂缝和微观孔隙结构的相互作用,整合了非线性的Carter滤失模型来描述多级压裂过程中压裂液的滤失效应。引入了理想平行板流的支撑剂运输方程,并采用了达西定律来分析裂缝网络中的流体渗透效应。通过比较无裂缝均质模型和天然裂缝模型的裂缝网络和流体流动,评估了天然裂缝对多级压裂裂缝行为和气体产量的影响。研究为确定和优化致密气藏中压裂簇间距提供了一种新的方法。