水力压裂裂缝应力场变化规律

作     者：赵金洲 赵金 胡永全 黄婷 刘欣佳 Zhao Jin-zhou;Zhao Jin;Hu Yong-quan;Huang Ting;Liu Xin-jia

作者机构：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 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710018 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 

基　　金：国家科技重大专项“涪陵页岩气开发示范工程”(编号:2016ZX05060)资助 

出 版 物：《天然气地球科学》 (Natural Gas Geoscience)

年 卷 期：2019年第30卷第12期

页      码：1677-1683页

摘      要：水力压裂过程中裂缝周围应力场对裂缝的转向、扩展有重要影响,研究裂缝周围应力分布影响因素对压裂参数优化设计具有指导意义。基于裂缝扩展有限元方法,建立了裂缝扩展的数学模型,利用Abaqus软件研究了不同裂缝倾角(裂缝与最小水平主应力方向夹角)、主应力差(最大水平主应力与最小水平主应力之差)对裂缝壁面正应力和剪应力的影响;不同射孔角度(射孔方向与最小水平主应力方向夹角)对裂缝延伸轨迹和裂缝壁面剪应力、切向位移的影响;不同射孔簇间距对裂缝几何形态、剪应力、孔隙压力的影响。研究表明:当裂缝倾角增加时,裂缝壁面的正应力逐渐减小,剪应力呈先增大后减小的趋势,且在裂缝倾角为45°时达到最大;当裂缝倾角不变时,裂缝壁面正应力和剪应力随主应力差的增加而增加;裂缝转向半径随着射孔角的增加而减小;在主应力差高于6MPa时,45°射孔角有利于裂缝入口岩石产生剪切破坏;在多裂缝同时扩展过程中,当裂缝间距减小时,应力干扰区域内的剪切应力逐渐变大、裂缝周围流体分布逐渐减少;对于高应力差储层改造,采用缩小簇间距和45°方向射孔的密切割射孔方式有利于岩石产生剪切破坏。

主 题 词：多裂缝扩展 裂缝转向 射孔角 裂缝间距 应力干扰 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 0709[理学-地质学] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0708[理学-地球物理学类] 0816[工学-纺织类] 082002[082002] 

核心收录：

D　O　I：10.11764/j.issn.1672-1926.2019.07.012

馆 藏 号：203858891...