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石油工程岩石力学理论与技术

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低渗透储层压裂改造模拟及效果评价方法

来源:石油工程学院破岩与高压水射流实验室 发布时间:2023-07-06 点击数:

致密油气、页岩油气等非常规储层普遍发育天然裂缝,水力压裂是开采该类储层的主要手段。天然裂缝对水力压裂裂缝扩展及最终改造效果有很大影响,是压裂优化设计考虑的重要因素。目前体积压裂技术是页岩气及致密油等非常规储层开采的关键。体积压裂技术是指在水力压裂过程中,使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,形成天然裂缝与水力裂缝相互交错的裂缝网络,从而增加改造体积,提高初始产量和最终采收率。储层中水力裂缝的扩展受到天然裂缝的性质及储层特征的影响,天然裂缝连通性较好,会扩大流体流动路径,增大压裂液接触储层面积,进一步提高采收率。同时,开启的天然裂缝会改变水力裂缝扩展方向,影响支撑剂的运移。

针对水力裂缝与天然裂缝相交建立了多种扩展准则,目前水力裂缝在含有裂缝网络储层的研究多为预制裂缝扩展路径,难以刻画储层中随机分布的天然裂缝系统的问题。因此,基于有限元方法,结合具有天然裂缝分形特征的天然裂缝网络模型,开发天然裂缝网络模型MATLAB脚本,结合全局嵌入零厚度内聚力单元的方法,建立了具有分形特征的天然裂缝发育储层中水力裂缝动态扩展模型,研究了天然裂缝发育对裂缝扩展形态的影响。

    

不同天然裂缝分布对裂缝形态的影响

应用裂缝网络模型,分析龙马溪天然裂缝连通性情况,随机分布在储层中,不连通的裂缝占总裂缝数的45.24%;连通裂缝占45.24%,最大连通裂缝簇为5条天然裂缝连通,最大连通比例为11.90%。应用全局嵌入cohesive element方法,模拟该射孔点水力压裂裂缝扩展形态,对比压裂改造前后,天然裂缝连通情况可知,水力压裂后储层裂缝网络连通性由原来的11.9%提高至21.43%,整个裂缝的连通性和开发效果将大大提高。