“工廠化”壓裂多裂縫應力干擾與延伸規律研究

黃卓

（中國石油吉林油田分公司勘探開發研究院，吉林 松原 138000）

0 引言

中國致密油資源豐富，是非常規油氣資源勘探與開發的重要領域［1-4］。致密油儲層整體低孔低滲，孔喉細小［5-8］，需采用水平井分段多簇密切割體積壓裂技術和“工廠化”作業實現商業化開發［9-12］。

分段多簇壓裂時，多條水力裂縫間的應力干擾和壓裂液動態分配對于裂縫延伸具有重要影響。研究表明，多裂縫競爭擴展時存在孔眼摩阻、井筒摩阻以及縫間應力干擾的共同作用［13-17］，致使裂縫出現非均勻擴展現象?！肮S化”壓裂是針對頁巖氣大規模開發提出的新型施工管理模式，目前已借鑒到致密油資源的開發中，典型的施工模式包括同步壓裂和“拉鏈式”壓裂（交錯壓裂）等［18-20］。多井壓裂時，鄰井間裂縫也會存在應力干擾情況，使裂縫網絡復雜性進一步增強。

目前，復雜裂縫擴展規律仍是水平井分段壓裂施工中的關鍵難題，并且“工廠化”壓裂條件下鄰井裂縫應力干擾及裂縫延伸規律也需要進一步研究。鑒于此，本文采用位移不連續法（DDM），綜合考慮縫間應力干擾和壓裂液動態分配，建立水平井分段壓裂多井、多裂縫擴展計算數學模型，提出方程組耦合求解方法并開發了相應的計算軟件，研究了單井多簇壓裂和多井工廠化壓裂時的裂縫延伸規律，對比了不同壓裂施工方式下的裂縫延伸形態。

1 多裂縫擴展數學模型

1.1 裂縫擴展控制方程

1.1.1 位移不連續法

采用位移不連續方法計算裂縫中任一點的位移和應力，根據Crouch平面應變解［21］，位移表達式為