提高深层页岩裂缝扩展复杂程度的工艺参数优化

摘要：

埋深大于3 500 m 的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝.为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力差下的真三轴压裂物理模拟实验结果开展了离散元数值模拟分析,其结果与发育单一层理的页岩露头室内压裂物理模拟的裂缝扩展规律相吻合;进而对发育多层理的深层页岩储层开展排量、压裂液黏度、层理强度和压裂液交替注入等影响下的裂缝扩展规律数值模拟.研究结果表明:①高排量注入和提高压裂液黏度能够增强深层页岩储层裂缝深穿透改造能力,当排量达到90 mL/min 或压裂液黏度达到60mPa·s时,水力裂缝可连续穿过4条层理并贯穿整个试样;②在高水平主应力差下,低黏度压裂液倾向于激活水平层理,而高黏度压裂液则倾向于直接穿过层理形成垂直主缝.结论认为:①采用前置高黏度/后置低黏度压裂液交替注入压裂工艺可以最大限度地提高深层页岩储层压裂裂缝复杂程度;②当井筒附近存在薄弱层理时,应及时调整压裂工艺和压裂参数,比如尽可能地增加施工排量、采用瓜胶压裂液等,以使水力裂缝突破近井薄弱层理抑制进而实现深穿透改造.

关键词：深层页岩、水力压裂、压裂液交替注入、裂缝扩展复杂程度、物模实验、离散格子方法、排量、层理强度

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资助基金：国家自然科学基金面上项目"深部裂隙岩体水力压裂裂缝三维非平面扩展和复杂缝网形成机理研究";"流体注入引起的深部页岩断层激活与滑移变形机理研究";"含煤系产层组多气合采水力裂缝穿层致裂机理研究"

在线出版日期：2021-03-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：125-135