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水力压裂分段射孔簇多裂缝空间偏转模拟研究

2023-10-21王永亮刘娜娜

煤炭科学技术 2023年9期

王永亮 ,刘娜娜 ,王 昊

(1.中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院, 北京 100083;2.中国矿业大学(北京) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室, 北京 100083)

0 引 言

水力压裂是深部致密岩体油气储层开发的核心技术,水平井多射孔簇分段压裂方法涉及储层和孔隙-裂隙内流体之间的热扩散、流体流动与岩体基质变形,热扩散效应和多物理场耦合作用是深部致密岩体压裂的典型特征。水力压裂过程中,缝网三维扩展之间的应力阴影效应和多裂缝扰动偏转行为成为影响空间缝网扩展形态和压裂效果的重要因素[1-4]。三维裂缝在水压裂缝扩展过程中伴随着裂缝的空间偏转和裂缝之间的相互挤压作用,导致裂缝的非稳定扩展[5-6]。研究发现分段压裂的射孔簇间距和起裂顺序会造成不同程度的裂缝偏转,裂缝的非稳定扩展影响裂缝的定向控制和缝网设计[7-8]。压裂裂缝扩展引起的地层应力干扰区域在多裂缝中存在叠加、覆盖行为,形成的应力阴影区将扰动裂缝扩展[9-11]。压裂裂缝三维扩展的热扩散效应影响、不同射孔簇间距以及典型压裂方案(顺序、同步、交替压裂)下裂缝网络的扩展扰动行为成为目前理论和工程实际研究的重点。

数值计算成为研究水力压裂缝网三维扩展扰动中的多物理场耦合、多裂缝非稳定扩展、工程尺度分析的重要手段。采用岩体压裂裂缝扩展的数值模型和复杂工况分析方案,压裂缝网相互作用和应力阴影效应得到了定量化分析,并对压裂裂缝起裂、扩展扰动和偏转的机理进行了探索[12-14]。……

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