超臨界CO2壓裂起裂壓力預測方法

馬建民 ，馬可欣 ，張富美 ，李小娜 ，杜玉昆 ，趙博 ，趙玉明

（1.中國石油大學（華東）石油工業訓練中心，山東 青島 266580；2.中國海洋大學工程訓練中心，山東 青島 266100；3.中國石油青海油田分公司采油一廠，青海 海西 817000；4.中國石油大學（華東）石油工程學院，山東 青島 266580）

0 引言

我國非常規油氣資源具有儲層致密、地質結構復雜、黏土礦物含量高等特點，增加了非常規油氣田的開發難度。實踐表明，大規模水力壓裂是非常規油氣田開發中最有效的技術手段之一［1-2］。然而，傳統水力壓裂存在著耗水量大、儲層傷害和返排液污染等問題，制約了儲層壓裂改造的規模和效果，阻礙了我國非常規油氣資源商業化開發的進程［3］。因此，亟需探索一種對環境友好的新型無水壓裂技術。

超臨界CO2壓裂是以超臨界CO2作為壓裂流體對儲層進行壓裂改造的新型工藝技術［4-5］。壓裂過程中，低溫液態CO2以較高壓力注入井筒，在沿井筒向下流動的過程中被井周地層加熱，到達井底時通常處于超臨界狀態［6］。 在這種情況下，CO2具有高密度、低黏度、強滲透能力等特征，與水基壓裂液相比，更容易誘發次生裂縫，形成復雜縫網［7-8］，使其在非常規油氣儲層的壓裂增產作業中具有廣闊的應用前景。此外，超臨界CO2壓裂在降低原油黏度、與甲烷競爭吸附、抑制黏土膨脹、節約水資源以及實現溫室氣體的有效埋存等方面具有優勢［9］，是一種綠色高效的壓裂技術。

儲層起裂機理是研究超臨界CO2壓裂基礎理論的起點和重點。對于儲層起裂機理的研究可以追溯到20世紀50年代，目前，主要以Hubbert-Willis模型和Haimson-Fairhurst模型為基礎。……