吴飞鹏，徐尔斯，刘 静，尉雪梅，蒲春生，任 扬

(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东 青岛 266580)

多级脉冲复合高能气体压裂技术[1]是通过串联不同燃速火药，来组合形成多级脉冲加载，以提高总火药用量、延长裂缝有效延伸时间、增强井筒爆燃压力控制程度的一种复合技术。该技术已被广泛应用在致密砂岩[2]、碳酸岩[3]、页岩[4]、煤层气储层[5]及地热储层[6]等多种岩性储层中。大多当前复合爆燃压裂实施过程中，简单地将双基火药、复合推进剂等成熟的火药压裂弹进行串联，采用同步点燃或延时点火器顺次点燃的方式实施。在火药选型配比、组合加载脉冲优化、裂缝扩展耦合模拟等方面，研究均相对薄弱，故该技术在参数设计上存在一定盲目性，措施效果稳定性欠佳。因此，本文中基于不同燃速火药串联、中心管同步点燃的装药结构，组建爆燃加载与裂缝扩展耦合模型，分析不同火药组合比例对复合多级脉冲压裂裂缝扩展的影响规律，探索以裂缝延伸尺度为指标的火药组合优化设计方法。

1 组合脉冲压裂耦合作用过程机理分析

如图1所示，组合多级脉冲压裂火药装药结构为中心点火管串联的多燃速火药柱，施工时整个火药柱串由中心管外侧同步点燃，逐层向外燃烧。所激发的高压脉冲，一方面迫使压裂弹上下部液柱运动，另一方面会通过射孔孔眼泄流入储层，破裂并延伸裂缝。由此，多级脉冲高能气体压裂是一个集多级火药同步燃烧、压挡液柱运动、孔眼泄流、裂缝起裂、高压气体裂缝内流动及裂缝动态延伸为一体的耦合过程。……