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摘要
页岩气体积压裂过程中，水力裂缝易沟通天然裂缝快速向前扩展并诱导地层沿裂缝面产生滑移，由此引发的井间压窜和套变问题已成为影响页岩气压裂安全高效施工的技术瓶颈。此外，由天然裂缝窄缝宽引起的裂缝欠支撑问题导致裂缝流动能力变差，进而影响页岩气储层改造效果。为此，针对页岩水力压裂中的井间压窜、套管变形和微裂缝支撑3个影响页岩气勘探开发和经济效益的关键问题，在大量文献调研基础上，结合理论与实验分析开展了机理研究：(1)在阐明压窜机理并分析主控因素的基础上，建立了基于机器学习的压窜干扰程度评价模型及预测方法，并依据井组缝网模型开展压窜控制措施评价，提出了缝端暂堵、老井关井等压窜防治工程措施；(2)基于应力分析建立了裂缝剪切滑移导致套变机理分析模型，通过分析压裂过程中与裂缝相交的套管受力变化，明确了天然裂缝流体压力升高是引发套变的主要因素，并从压裂施工和建井两个方面提出了套变防治方法 ；(3)结合颗粒运移模型和大型平板输送实验分析了微支撑剂的运移机理，通过导流能力实验证实了微支撑剂提高裂缝流动能力的有效性。经现场应用表明：所提出的压窜和套变防治措施能够显著提高压窜恢复程度，降低套变率，采用微支撑剂可以大幅度提高页岩气压后产量，为深层页岩气的规模效益开发提供了技术支撑。
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单位西南石油大学; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室
