基于细观数值试验的水平井多裂纹间距确定

发布时间：2021-08-16 07:39

　　Stress shadow效应是影响水平井压裂多裂缝设计、提高储层体积压裂效果的关键因素,当水平井中的水力裂纹数量增多并且间距减少时,裂缝间相互作用的stress shadow效应尤为显著。本研究从岩石细观非均质性的特点出发,基于渗流-应力-损伤模型,对不同井孔间距内应力场的相互作用及对裂纹发展形态的影响进行研究,以优化水平井多裂纹射孔间距。研究结果表明,当井孔间距小于某临界长度时,井孔间的相互作用较强,容易形成孔间连通的水力裂纹;由stress shadow效应影响的井孔临界间距受岩石非均质的影响,当岩石的非均质性较强时,影响间距较大,当岩石的非均质性较弱时,影响间距较小;随着岩石均质度的提高,stress shadow效应对尖端"应力伞"的影响变弱,裂纹尖端应力伞面积变小。通过这一研究,可以为水平井多裂纹射孔间距优化提供一定的理论依据。 

【文章来源】：钻采工艺. 2020,43(02)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同m值时单元强度分布

研究中考虑岩石的均质度系数m分别为2、4和8三种情形。为了更好地反映stress shadow效应对临界间距的影响，设计模型为弱各性异性的情形，模型中水平应力差系数为0.2，以便可以同时考虑井孔间裂纹萌生和平行于大主应力方向裂纹演化的可能性，分析stress shadow效应的作用机制与孔间距的关系以确定最佳临界间距。当井孔间距离分别为50 mm,130 mm和160 mm时，不同均质度数值模型中水力裂纹相互作用过程见图2。根据图2中不同均质度模型，井孔间距取不同值时，裂纹的扩展形态特征为:

由于计算模型中的强度参数(弹性模量和单轴抗压强度)服从Weibull分布，每一次生成的模型参数分布是随机的，为了探讨参数随机分布特性对井孔间距的影响，在均质度系数分别为2、4和8的情况下，对同一井孔间距分别模拟5次。井孔有裂纹萌生时的计算次数与井孔间距的关系见图4。结果表明，模型的非均质性越强，井孔间萌生水力裂纹的可能性越大。为了避免水平井相邻射孔中间有裂纹生成，射孔间距应当增大，然而，增大间距会导致水平井产能下降低。为此，研究储层岩石的非均质性，根据储层自身的特性确定井孔间距是很有必要的。图4 井孔间裂纹萌生的计算次数直方图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于诱导应力的页岩气“井工厂”压后效果评价[J]. 肖晖,刘洪,廖如刚,古佳月,李小斌,胡昌权,胡峰超.  钻采工艺. 2019(02)
[2]基于离散元数值法的页岩压裂复杂网络裂缝研究[J]. 李玉梅,思娜,吕炜,宋杰,张涛,于丽维.  钻采工艺. 2019(01)
[3]致密砂岩气藏水平井体积改造实践与认识[J]. 贾元钊,王孝超,余东合,车航,李凝,徐杨.  钻采工艺. 2017(02)
[4]从工程技术角度浅析页岩气的开采[J]. 李文阳,邹洪岚,吴纯忠,王永辉.  石油学报. 2013 (06)



本文编号：3345264