页岩储层体积压裂裂缝扩展机制研究

查看全文 作　　者：潘林华 [1,2,3 ]程礼军 [1,2,3 ][4]张士诚索引[5]郭天魁索引[6]柳凯誉

机构地区：[1]重庆地质矿产研究院国土资源部页岩气资源勘查重点实验室,重庆400042;[2]重庆地质矿产研究院重庆市页岩气资源与勘查工程技术研究中心,重庆400042;[3]油气资源与探测国家重点实验室重庆页岩气研究中心,重庆400042;[4]中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;[5]中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;[6]长城钻探公司井下作业分公司,辽宁盘锦124000

出　　处：《岩土力学》索引2015年第36卷第1期,共7页

基　　金：国家自然科学基金(No.51304258);'973计划项目'渝东南地区页岩气资源潜力评价(No.2012CB214705-05);'863计划'页岩气勘探开发新技术(No.2013AA064503);重庆市国土资源和房屋管理局科技计划项目(No.CQGT-KJ-2012-3) 摘　　要：页岩储层天然裂缝、水平层理发育,水力压裂过程中可能形成复杂的体积裂缝。针对页岩储层体积裂缝扩展问题,基于流-固耦合基本方程和损伤力学原理,建立了页岩储层水力压裂体积裂缝扩展的三维有限元模型。将数值模型的模拟结果与页岩储层裂缝扩展室内试验结果进行对比,二者吻合较好,从而证明了数值模型的可靠性。通过一系列数值模拟发现:(1)水力压裂过程中水平层理可能张开,形成水平缝,水平与垂直缝相互交错,形成复杂的体积裂缝网络;(2)水平主应力差增大,体积裂缝的分布长度(水平最大主应力方向压裂裂缝的展布距离)增加、分布宽度(水平最小主应力方向压裂裂缝的展布距离)减小,体积裂缝的长宽比增加;(3)压裂施工排量增大,体积裂缝的分布长度减小、宽度增加,压裂裂缝的长宽比降低;(4)天然裂缝的残余抗张强度增大,体积裂缝分布宽度减小、分布长度增加,体积裂缝的长宽比增加。研究成果可以为国内的页岩气的压裂设计和施工提供一定的参考和借鉴。 关键词：页岩储层天然裂缝水平层理裂缝扩展体积裂缝

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