頁巖氣井超臨界二氧化碳壓裂起裂壓力預測

作者：仲冠宇,左羅,蔣廷學,王海濤,李雙明,宋維強

摘要：超臨界二氧化碳流體在頁巖氣井少水及無水壓裂方面的應用潛力巨大。為分析超臨界二氧化碳壓裂的起裂機制及受控因素,首先考慮井筒內溫度、壓力變化對二氧化碳物性的影響規律,構建了頁巖氣井憋壓過程中井筒內溫度場及壓力場的數值計算方法;其次以此為基礎,建立了超臨界二氧化碳壓裂條件下套管-水泥環-地層的熱流固耦合力學模型,結合巖石破壞準則,提出了起裂壓力的計算方法,并以某頁巖氣井為例進行了實例研究。結果表明:超臨界二氧化碳壓裂起裂壓力顯著低于常規滑溜水壓裂,但是受增壓速率的影響,破裂時間大幅度提高;超臨界二氧化碳壓裂條件下,起裂壓力隨著排量和注入溫度的增加而增大,隨著開井壓力的降低而增大;破裂時間隨著排量、開井壓力的增加而降低。

發文機構：中國石化工程院 山東科技大學能源與礦業工程學院

關鍵詞：超臨界二氧化碳水力壓裂起裂壓力頁巖氣井super-critical carbon dioxidehydraulic fracturingfracture initiation pressureshale gas well

分類號： TE357.3[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]