陸相頁巖儲層水力裂縫穿層擴展規律

趙彥昕 許文俊 王雷 張光明 趙金洲

引用格式：趙彥昕，許文俊，王雷，張光明，趙金洲. 陸相頁巖儲層水力裂縫穿層擴展規律［J］. 石油鉆采工藝，2023，45（1）：76-84.

摘要：陸相頁巖儲層垂向非均質性強，層間巖性與應力差異大，層間弱界面發育，水力裂縫穿層擴展困難，導致壓裂改造效果不佳。基于有限元+黏聚力單元法建立了陸相頁巖水力裂縫穿層擴展流固耦合模型，與解析解和室內實驗結果對比驗證了模型的準確性。基于此模型，采用單因素和正交實驗分析法開展算例研究，揭示了各項地質與工程參數對陸相頁巖儲層水力裂縫穿層擴展行為的控制機理與影響規律。研究結果表明，層間界面剪切滑移改變水力裂縫垂向擴展路徑，限制縫高增長；水力裂縫寬度較大，削弱縫高擴展能力。高層間界面膠結強度、高垂向應力差、低層間應力差、低抗拉強度差、低彈性模量差、高壓裂液黏度、高注入排量，有利于水力裂縫實現穿層擴展，各因素影響程度的主次順序為層間界面膠結強度＞層間應力差/抗拉強度差＞壓裂液黏度/注入排量＞垂向應力差＞彈性模量差。研究成果進一步完善了陸相頁巖儲層水力壓裂穿層擴展基礎理論，為陸相頁巖儲層水力壓裂選井、選層和施工方案優化設計提供了理論依據。

關鍵詞：陸相頁巖；水力壓裂；穿層擴展；數值模擬；工程應用

中圖分類號：TE357.1 文獻標識碼： A