多裂縫“應力陰影”的有限元數值模擬

作者：汪道兵,秦浩,馬海燕,李敬法,孫東亮,宇波

摘要：“應力陰影”效應對壓裂人工裂縫擴展具有重要影響,目前對多縫內壓力變化對應力干擾影響的研究較少。以彈性力學虛功原理為基礎,利用有限元法自行編制程序模擬得出,在給定裂縫尺寸、縫內流壓等條件下最優裂縫間距為140 m,模擬了最優裂縫間距的應力陰影分布狀態,兩裂縫尖端處主方向變化較大;在兩縫之間存在特定的區域主應力值較小,并根據縫內壓力反求出在排量約為4.8 m3/min下,可利用此區域的“應力陰影”促使兩主裂縫溝通,形成復雜縫網。最后分析了各條裂縫內的流壓比值及每條裂縫流壓等因素對應力陰影的影響規律,可通過多級交替改變排量、液體黏度及加人工轉向劑暫堵裂縫等措施實現多縫內流壓變化,控制兩縫流壓比值在0.5~2.0區間內,增強縫間應力干擾,促進水力壓裂過程中復雜縫網的形成,因此細致研究復雜裂縫間壓力分布對“應力陰影”的分析非常關鍵。

發文機構：北京石油化工學院機械工程學院 中國寰球工程有限公司北京分公司

關鍵詞：應力陰影水力壓裂多裂縫有限元方法stress shadowhydraulic fracturingmulti-fracturefinite element method

分類號： TE355[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]