海相页岩与陆相页岩体积压裂支撑剂敏感性差异机理探讨

作     者：李关访 李晓 李守定 赫建明 张召彬 胡彦智 郑博 毛天桥 陶亮 孙宝才 LI Guanfang;LI Xiao;LI Shouding;HE Jianming;ZHANG Zhaobin;HU Yanzhi;ZHENG Bo;MAO Tianqiao;TAO Liang;SUN Baoca

作者机构：中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院西安710018 中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司濮阳457160 

出 版 物：《工程地质学报》 (Journal of Engineering Geology)

年 卷 期：2024年第32卷第4期

页      面：1281-1291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：国家自然科学基金项目(资助号:42102323 42090023) 

主　　题：海相页岩 陆相页岩 水力压裂 支撑剂敏感性 差异机理 

摘      要：页岩体积压裂是储层在地应力与致裂压力联合作用下形成天然裂缝与压裂裂缝相互交错的复杂缝网,现场实践表明这个复杂的缝网破裂演化过程中海相、陆相页岩储层对不同粒径的支撑剂注入具有明显的敏感性差异。通过海陆相页岩露头剖面地质调查、钻井取芯对比分析岩体结构性差异,分析海相、陆相页岩水平井水力压裂施工数据,结合位移间断边界元裂缝网络演化模拟(DFN),揭示海相与陆相页岩体积压裂支撑剂敏感性差异机理。结果表明:陆相页岩呈岩性互层结构,多种岩体结构面发育,具有高度的结构非均质性特征;在相似的工况条件下,支撑剂随高压流体注入陆相页岩储层地面采集压力波动幅度较大,支撑剂对陆相页岩敏感性强于对海相页岩敏感性;海相页岩与陆相页岩岩体结构性差异导致水力压裂过程中的起裂行为、拓展机制、缝网形态的差异化机制,天然裂隙、弱结构面越发育,相同注入条件下压裂液滤失量大缝内净压力越低,水力裂缝平均开度越小;天然裂隙与最大水平主应力夹角越大,水力裂缝沟通天然裂隙之后转向至最大水平主应力方向扩展,转向段裂缝开度越小,容易引起支撑剂聚集沉降,从而造成支撑剂敏感性强。该研究对陆相页岩储层压裂方案优化具有一定现实指导意义。