砂煤岩互层水力裂缝扩展规律的数值模拟研究

• 作者: 兰天庆 张昕 胡泊洲 董文楠
• 来源期刊: 能源与环保
• 学科: 工学
• 关键词: 水力压裂 有限元 砂煤互层 裂缝扩展
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 安全与环境
• 页码范围: 38-44,49
• 页数: 8页
• 分类号: TE377
• 字数: 5563字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19389/j.cnki.1003-0506.2018.10.010

摘要

砂煤岩互层中都含气的情况下,采取多层联合压裂工艺进行煤层气和致密砂岩气的合采,但是地层垂向上岩石性质差异很大,地应力状态不同,从煤岩层起裂和从砂岩层起裂裂缝的形态可能会有很大的差别.采用有限元方法对砂煤岩互层中的裂缝进行了模拟研究,依据室内试验及现场数据,考虑了分层地应力、岩性差异、地层界面、施工条件的影响.采用全三维的裂缝扩展模型,分别模拟了砂岩层射孔起裂和煤层射孔起裂2种情况.结果表明,从砂岩层起裂的裂缝会在缝高方向上迅速突破煤岩层,在模型范围内,缝高大致是缝长的2倍,达不到压裂深穿透储层的目的.从煤岩层起裂的裂缝缝高方向受到砂岩层的遮挡作用,缝长较长,采取合理的施工参数裂缝可以扩展至砂岩层,推荐采取从煤层起裂的方式.并对煤层为起裂层这一情况下裂缝形态的影响因素进行了探讨,5 MPa左右的最小水平主应力差可以将裂缝限制在煤层中,地应力差为4 MPa时,存在7 m3/min的临界排量,推荐采取不小于7 m3/min的排量施工,低弹性模量、高抗拉强度、高渗透率的砂岩层有效限制了裂缝缝高方向的扩展,高黏度的压裂液有助于裂缝的穿层行为,但影响程度较弱,煤层推荐采取清水压裂液.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张昕	东北石油大学石油工程学院	12	30	4.0	5.0
2	兰天庆	东北石油大学石油工程学院	4	1	1.0	1.0
3	董文楠	东北石油大学石油工程学院	3	1	1.0	1.0
4	胡泊洲	东北石油大学石油工程学院	1	0	0.0	0.0