疏松砂岩深穿透压裂解堵技术是一种新型的压裂解堵技术,该项工艺首先利用压裂液在井周压开一条不加砂的裂缝,随后持续高压向地层挤入解堵剂,当解堵剂沿裂缝经污染带送达至地层深处后停泵焖井,最后解堵液从污染区外缘慢慢返流回井底,从而实现深部解堵的目的。该项技术实施的关键在于能否在疏松砂岩储层压开一条穿透污染区的裂缝。当前,针对疏松砂岩水力压裂国内外已有较为广泛的实验和理论研究,但大都集中在水力压裂物理模拟和宏观应力分析等方面,而对于疏松砂岩能否起裂的明确界限,尤其是在考虑井周孔隙压力而诱发地应力场快速改变条件下的岩石破裂模式的研究尚不完善。基于此,本文首先利用真三轴水力压裂试验机对不同渗透率的人造疏松砂岩岩块进行压裂模拟,研究了疏松砂岩水力压裂的参数界限,分析了渗透率、压裂液粘度、泵注排量和水平地应力差对岩心起裂的影响规律。其次,在考虑井周孔隙压力变化条件下,建立了疏松砂岩破裂模式的判别准则。同时,采用Palmer拟三维裂缝扩展数学模型研究了裂缝扩展过程中长、宽、高几何尺寸的延伸规律。最后,借助CMG软件对解堵液在地层中的渗流规律进行了研究,进而建立了复合解堵后的油井产能模型,评价了复合措施效果。研究结果表明:由真三轴水力压裂模拟实验可知疏松砂岩储层在一定的泵注参数条件下可以被水力致裂,并且能够产生较为明显的深穿透压裂裂缝;在水平应力差为3 MPa的条件下,中渗和高渗岩心能够起裂的界限排量均为50 m L/min,而低渗仅需25 m L/min的排量就可使岩石致裂,岩石起裂所需的极限压裂液粘度随着渗透率的升高而增加;根据压裂后岩样的破裂形态得到疏松砂岩水力压裂破裂模式主要有拉伸破坏、剪切破坏和混合破坏,高渗易于激发岩石的剪切破坏,且形成的裂缝形态较为规则;孔隙压力的变化对井周应力场分布影响为明显,进而对疏松砂岩岩石的破裂压力产生影响,借助井周应力分布和注入压力曲线可得到岩石破坏模式的判别准则;由破裂压力计算模型可得高渗、高粘下岩石发生剪切破坏时的破裂压力较低,而拉伸破坏则需要更高的破裂压力;在注入相同总液量的情况下,地层在低弹性模量、低泊松比下容易形成短、宽缝,在低压裂液粘度下容易形成长、窄缝,泵注排量越大有助于岩石造缝;由数值模拟结果可知解堵液在地层中沿裂缝经污染带渗流然后反还回井底,根据饱和度的分布得到波及区域呈哑铃形;渗透率为1000×10-3μm~2,污染带半径为5 m时,综合考虑经济效益的最佳裂缝半长为7 m,最佳总液量为150 m~3,解堵后其产能可提高至原始的2倍。