基于孔弹性效应的水平井多簇压裂诱导应力及裂缝扩展分析

作     者：郭天魁 王云鹏 陈铭 翁定为 田助红 胡尊鹏 张遂安 贺甲元 GUO Tiankui;WANG Yunpeng;CHEN Ming;WENG Dingwei;TIAN Zhuhong;HU Zunpeng;ZHANG Suiꞌan;HE Jiayuan

作者机构：中国石油大学(华东)石油工程学院 中国石油勘探开发研究院 中国石油大学(北京) 

基　　金：山东省优秀青年基金项目“储层压裂改造理论与方法”(编号:ZR2020YQ36) 中国石油天然气集团公司“十四五”前瞻性基础性重大科技项目“页岩油水平井缝控压裂技术研究”(编号:2021DJ4506) 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2023年第43卷第10期

页      码：64-72页

摘      要：页岩等非常规油气储层水平井分段压裂改造用液规模大,返排效率低,其诱发的孔弹性效应不可忽视,然而孔弹性效应对缝间应力干扰、多裂缝竞争扩展的影响机理尚未明晰。为了揭示压裂液滤失诱发的孔弹性效应对地应力场及多裂缝扩展的影响规律,基于平面三维多裂缝模型,在考虑液体滤失诱发的孔弹性效应的基础上,建立了水平井压裂裂缝扩展数学模型,并开展了水平井多簇压裂裂缝扩展数值模拟研究,针对孔弹性诱导应力导致多裂缝扩展不均匀提出了解决的工艺手段。研究结果表明:①孔弹性应力与裂缝诱导应力具有相似的效果,其大小约为裂缝诱导应力的30%,影响范围约为裂缝诱导应力的40%;②孔弹性效应会增大缝内压力、强化缝间应力干扰、加剧裂缝不均衡扩展,与不考虑孔弹性效应的模拟案例相比,考虑孔弹性效应后裂缝宽度降低约8%,缝内压力升高约0.5 MPa,井底压力升高0.62 MPa,各簇瞬时进液差异系数升高6.5%、整体进液差异系数升高5%;③保持限流射孔摩阻为3~6 MPa可在一定程度上克服孔弹性效应对各簇均衡进液的负面影响。结论认为,孔弹性效应研究可为水平井多簇压裂诱导应力及裂缝扩展分析提供重要的理论支撑和依据,该成果可为非常规油气储层现场压裂设计提供更加全面的参考依据。

主 题 词：平面三维裂缝扩展模型 边界元法 水平井压裂 孔弹性 诱导应力 裂缝均匀扩展 限流压裂 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 0824[工学-林业工程类] 082002[082002] 

核心收录：

D　O　I：10.3787/j.issn.1000-0976.2023.10.007

馆 藏 号：203124235...