张 飞，张士诚，张 劲，邹雨时，周 彤

(中国石油大学(北京) 石油工程学院，北京 102249)



基于流-固耦合法的砂泥岩储层压裂裂缝延伸规律研究

张 飞，张士诚，张 劲，邹雨时，周 彤

(中国石油大学(北京) 石油工程学院，北京 102249)

摘要：基于多孔介质流-固耦合的基本方程，建立起砂泥岩储层压裂裂缝扩展的三维有限元模型，利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂、扩展造成的损伤，定量描述裂缝延伸规律。模型计算结果显示，砂泥岩储层裂缝缝宽剖面呈“S”型，泥岩夹层裂缝宽度较砂岩缝宽小20%～35%，施工排量与砂泥岩层应力差对裂缝宽度影响较大，建议砂泥岩储层施工排量范围为3.5～4.0m3/min。在应力差高于4 MPa的砂泥岩储层，考虑夹层厚度的条件下优先实施分层压裂。

关键词：砂泥岩薄互层；多孔介质；流-固耦合；有限单元；压裂裂缝延伸

张飞,张士诚,张劲,等.基于流-固耦合法的砂泥岩储层压裂裂缝延伸规律研究[J].西安石油大学学报(自然科学版),2016,31(1):68-72.

ZHANG Fei,ZHANG Shicheng,ZHANG Jin,et al.Research on fracturing fracture propagation law in sand-mud thin interbed formation based on fluid-solid coupling[J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(1):68-72.

引言

苏家屯油田属于低孔特低渗复杂构造-岩性断块油藏。储层物性差，自然产能低，必须通过水力压裂才能进行工业开发[1]。资料显示，苏家屯34井层中有8井层产生不同程度的砂堵，占总井层23.5%。分析认为砂泥岩薄层交互发育是导致施工成功率较低的主要原因。但目前尚无有效的措施提高砂泥岩储层施工成功率，因此，需要进一步加强砂泥岩储层水力裂缝延伸规律的认识[2]。本文结合力学模型、多孔介质流-固耦合方程，利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂及延伸形态[3-5]，定量描述裂缝的延伸规律，揭示砂泥岩储层水力裂缝的缝宽及缝长变化。……