页岩储层压裂裂缝扩展规律及影响因素研究探讨

• 作者: 史璨 林伯韬
• 来源期刊: 石油科学通报
• 关键词: 页岩气 页岩油 压裂 裂缝扩展 人工智能
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 92-113
• 页数: 22页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2096-1693.2021.01.008

摘要

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势.全球"页岩气革命"推动页岩气勘探开发技术得到了迅速发展,水力压裂成为页岩气高效开发的关键技术之一.为了实现致密页岩储层的商业开采,必须通过大规模全井段储层缝网体积改造才能获取经济产能.目前复杂裂缝网络的形态和扩展规律仍是压裂施工中面临的关键难题,严重制约了页岩气资源的合理开发.本文归纳总结了目前常见的裂缝扩展规律研究方法并分析了不同方法在研究裂缝扩展规律问题时存在的优缺点.此外,在页岩水力压裂裂缝扩展的已有实验和数模的研究基础上,从地质和工程因素两个角度分析了对水力裂缝扩展规律的影响,系统总结了各因素影响下的裂缝扩展规律,取得了如下认识:(1)页岩物理及力学性质影响裂缝的扩展,高脆性,非均质性强的地层容易形成复杂裂缝网络;(2)地应力是影响裂缝扩展的最主要因素,决定了裂缝扩展的方向与裂缝形态;(3)页岩储层中的天然弱面(层理与天然裂缝等)是产生复杂裂缝的重要原因,其弱面性质、产状以及地应力共同决定了裂缝能否穿过弱面扩展;(4)高施工排量和高黏度可以有效增加储层的压裂改造范围,但是裂缝复杂程度低;(5)射孔方式能影响裂缝复杂程度,螺旋射孔得到的裂缝形态最复杂,平面射孔的裂缝形态最简单.通过实验和数模可以研究特定地层和施工条件下的裂缝扩展规律,但是无法满足现场真实情况下的复杂裂缝网络的裂缝扩展规律的研究.未来对于页岩储层裂缝扩展规律的研究仍然以实验和数值模拟方法为主,不断改进和完善复杂裂缝网络的模拟,同时大力发展裂缝形态监测技术,更加准确的描述实验和现场压裂裂缝的形态.此外积极探索研究裂缝扩展规律的新方法,为我国非常规页岩油气资源的勘探开发提供强有力的储层改造理论保障.