储层非均质性对水力压裂的影响

• 作者: 吴雨松 张搏 李关访 李守定 李晓 王宇 赵志恒 郑博
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 水力压裂 非均质性 水力裂纹 数值模拟 裂纹演化
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 所属期刊栏目: 岩土体工程地质
• 页码范围: 511-520
• 页数: 10页
• 分类号: P642
• 字数: 8005字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2015.03.020

摘要

从岩石细观非均质性的特点出发，采用 RFPA2D-Flow 软件对单孔和双孔数值模型进行压裂计算，研究岩石非均质性对水力压裂的响应，重点探讨双孔模型孔间“吸引”效应对裂纹演化形态的影响。岩石细观单元的力学、水力学特性由统计分布生成以体现岩石的随机不均质性，水力压裂过程中流体压力传递通过单元渗流－损伤耦合迭代来实现。数值计算结果表明：（1）岩石非均质性影响裂缝的扩展形态，导致水力裂纹尖端微裂纹的分支。随着均质度的增加，水力裂纹的扩展形态变得更加平直光滑，单孔模型两侧裂纹更加对称，双孔间裂纹的连通性变差。（2）岩石的非均匀性对于岩石的起裂压力和地层破裂压力影响较大。随着均质度的增大，起裂应力和地层破裂应力增大，并且两者间的差值逐渐变小，在储层为均质的条件下，两者几乎相等。（3）相同的边界条件下，均质模型的应力分布曲线光滑连续，非均质模型的应力分布曲线呈现出明显波动，井眼对称剖面上的应力分布不尽相同，反映了细观单元强度非均匀性及裂缝扩展形态对应力分布的影响。（4）双孔模型孔间存在孔隙水压力增加带，孔间产生“吸引”效应，双孔方位影响临界压力。研究结果对水压裂试验设计和现场压裂施工具有一定的参考意义。