層理發育的頁巖氣儲集層壓裂裂縫擴展模擬

作者：周彤,王海波,李鳳霞,李遠照,鄒雨時,張馳

摘要：以涪陵頁巖氣田焦石壩背斜主體區為研究對象,通過室內巖石力學實驗和直剪實驗明確了層理發育的巖石力學各向異性特征及其參數;結合室內實驗評價結果,基于離散元方法建立了考慮力學各向異性、層理弱面和縱向應力差異的目標儲集層三維壓裂裂縫擴展模型,分析了不同層理弱面發育密度、層理強度以及壓裂工程參數(射孔簇數、排量和壓裂液黏度)條件下的水力裂縫展布規律。研究表明:綜合考慮層理弱面和縱向應力差異的影響,研究區3~4 MPa的隔層應力差異將縫高控制在應力遮擋層內,縫高低于40 m;若不考慮層理弱面影響,縫高擴展預測結果明顯較高。高密度層理縫的開啟增加了水力裂縫復雜性,但顯著限制了水力裂縫縫高的延伸。通過降低簇數、提高排量、增加前置液階段高黏度壓裂液用量及比例,可以減少層理弱面與縱向應力差異對縫高擴展的限制,促使裂縫縱向延伸。利用裂縫擴展模型對涪陵頁巖氣田焦頁A井壓裂施工段進行模擬,模擬結果與微地震裂縫監測結果相符。

發文機構：中國石化石油勘探開發研究院 中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發有限公司 中國石油大學（北京）

關鍵詞：頁巖層理水力壓裂裂縫擴展規律縱向應力差異焦石壩背斜頁巖氣儲集層shalelaminahydraulic fracturingfracture propagation lawlongitudinal stress differenceJiaoshiba anticlineshale gas reservoir

分類號： TE371[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]