深部页岩储层压裂裂缝扩展均匀性研究

作     者：胡景宏 廖松泽 蔡益栋 芦俊 

作者机构：中国地质大学(北京)能源学院 非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室 中国石油辽河油田分公司 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2024年

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：国家自然科学基金项目(52074248) 中央高校优秀青年教师创新交叉团队建设项目(2652022207) 

主　　题：深部页岩 裂缝性储层 密切割压裂 裂缝均匀性 裂缝形态 数值模拟 

摘      要：深部页岩气资源量巨大，加快深部页岩气勘探开发力度，对助力实现双碳目标具有重要意义。密切割水力压裂是实现深部页岩气规模开发的重要增产措施。但在密集布缝的同时可能出现部分射孔簇扩展受限的现象。因此确定合理的布缝间距形成均匀且密集的裂缝对提高油气产量降低成本尤为重要。为探究深部裂缝性页岩储层压裂裂缝扩展均匀性，结合位移不连续法和拟三维裂缝模型建立了考虑天然裂缝影响的多层水力压裂模型，并引入Broyden迭代计算方法提出了流固耦合多裂缝模型高效解法。模拟分析了水平应力差及施工参数对多簇裂缝形态及裂缝扩展均匀性的影响。研究结果表明：Broyden迭代比牛顿迭代计算效率更高。深部页岩储层在高应力差（10MPa）条件下，水力裂缝难以发生转向；簇间距并非越密越好，当簇间距增加至8m时可显著提升各簇裂缝进液均匀性；适当提升压裂液黏度（20mPa·s）与施工排量(16m3/min)有利于裂缝密集且均匀的扩展。该研究成果可为我国深部页岩压裂工艺优化提供理论支撑。