砂-页交互陆相页岩储层水力裂缝穿层扩展规律

作     者：赵彦昕 陈奥阳 许文俊 白振玮 刘俊杰 ZHAO Yanxin;CHEN Aoyang;XU Wenjun;BAI Zhenwei;LIU Junjie

作者机构：长江大学石油工程学院湖北武汉430100 油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 

出 版 物：《断块油气田》 (Fault-Block Oil & Gas Field)

年 卷 期：2024年第31卷第5期

页      面：864-870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：湖北省自然科学基金项目“鄂西页岩气水平井密切割暂堵均衡压裂控制机理与优化研究”(2022CFB690) 油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金项目“陆相页岩气水平井密切割暂堵均衡压裂控制机理与优化研究”(PLN2021-09) 油气钻采工程湖北省重点实验室开放基金项目“陆相页岩水平井压裂裂缝扩展规律研究”(YQZC202302) 长江大学2021年第十四批大学生创新创业训练计划项目“陆相页岩水平井分段多簇压裂裂缝扩展机理研究”(Yz2021236) 

主　　题：陆相页岩 砂-页互层 水力压裂 穿层扩展 数值模拟 

摘      要：陆相页岩储层砂-页互层发育,层间岩石力学性质与地应力差异大,水力裂缝穿层扩展困难,导致压裂改造效果不佳。文中基于有限元+黏聚力单元法建立了砂-页交互陆相页岩储层三维水力裂缝穿层扩展数值模型,采用解析解与室内实验验证了模型的准确性,采用单因素和极差分析法开展算例研究,全面揭示了地质与工程因素对水力裂缝穿层扩展的影响规律。研究结果表明:高层间应力差、高层间抗张强度差、低层间弹性模量差、高隔层厚度均不利于水力裂缝穿层扩展,增大施工排量与压裂液黏度能有效提升水力裂缝穿层扩展能力;各因素影响程度的顺序为层间应力差层间弹性模量差层间抗张强度差隔夹层厚度注入排量压裂液黏度。采用上述模型针对实例井开展施工参数设计,推荐单簇注入排量不低于2.5 m^(3)/min,前期施工压裂液黏度不低于20 mPa·s,现场应用效果良好,验证了模型的工程应用价值。