陸相頁(yè)巖儲(chǔ)層水力裂縫穿層擴(kuò)展規(guī)律

趙彥昕 許文俊 王雷 張光明 趙金洲

引用格式：趙彥昕，許文俊，王雷，張光明，趙金洲. 陸相頁(yè)巖儲(chǔ)層水力裂縫穿層擴(kuò)展規(guī)律［J］. 石油鉆采工藝，2023，45（1）：76-84.

摘要：陸相頁(yè)巖儲(chǔ)層垂向非均質(zhì)性強(qiáng)，層間巖性與應(yīng)力差異大，層間弱界面發(fā)育，水力裂縫穿層擴(kuò)展困難，導(dǎo)致壓裂改造效果不佳?；谟邢拊?黏聚力單元法建立了陸相頁(yè)巖水力裂縫穿層擴(kuò)展流固耦合模型，與解析解和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。基于此模型，采用單因素和正交實(shí)驗(yàn)分析法開(kāi)展算例研究，揭示了各項(xiàng)地質(zhì)與工程參數(shù)對(duì)陸相頁(yè)巖儲(chǔ)層水力裂縫穿層擴(kuò)展行為的控制機(jī)理與影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，層間界面剪切滑移改變水力裂縫垂向擴(kuò)展路徑，限制縫高增長(zhǎng)；水力裂縫寬度較大，削弱縫高擴(kuò)展能力。高層間界面膠結(jié)強(qiáng)度、高垂向應(yīng)力差、低層間應(yīng)力差、低抗拉強(qiáng)度差、低彈性模量差、高壓裂液黏度、高注入排量，有利于水力裂縫實(shí)現(xiàn)穿層擴(kuò)展，各因素影響程度的主次順序?yàn)閷娱g界面膠結(jié)強(qiáng)度＞層間應(yīng)力差/抗拉強(qiáng)度差＞壓裂液黏度/注入排量＞垂向應(yīng)力差＞彈性模量差。研究成果進(jìn)一步完善了陸相頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂穿層擴(kuò)展基礎(chǔ)理論，為陸相頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂選井、選層和施工方案優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：陸相頁(yè)巖；水力壓裂；穿層擴(kuò)展；數(shù)值模擬；工程應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TE357.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A