深层页岩真三轴变排量水力压裂物理模拟研究

作者：曾义金; 周俊^*; 王海涛; 左罗; 蒋廷学; 仲冠宇; 郭印同; 常鑫; 王磊; 杨春和

来源：岩石力学与工程学报, 2019, 38(09): 1758-1766.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2018.1542

• 岩石力学
• 深层页岩
• 水力压裂
• 真三轴
• 变排量
• 物理模拟

针对深层页岩高水平应力差(水平应力差大于10 MPa)条件,为明确深层页岩复杂缝网形成规律,探究促进缝网形成的施工手段。设计脉冲升排量、阶梯升排量和恒定排量3种压裂模式,利用室内大型真三轴水力压裂物理模拟实验,并结合声发射监测和压后岩心剖切照片,分析3种不同压裂模式下水力裂缝起裂、扩展规律。实验结果表明:压裂液总泵注量一定程度能反映压后裂缝的复杂程度,压裂液累计注入量越高,形成的缝网越复杂;脉冲升排量压裂模式停注憋压阶段有利于压裂液渗入天然裂缝,从而激活天然裂缝;压裂液排量对复杂缝网的形成有较大影响,小排量有利于打开原生天然裂缝,而高排量使得水力裂缝直接穿过原生天然裂缝;页岩中天裂缝是形成复杂缝网的物质基础,打开和沟通这些天然裂隙尤为重要。通过室内物理模拟实验研究,以期为现场深层压裂施工设计提供一定参考。

• 单位
  中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院; 中国科学院大学; 岩土力学与工程国家重点实验室; 中国科学院武汉岩土力学研究所