多次注入压裂裂缝扩展机理与规律研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingzhe1689
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近年来,随着北美页岩气革命的兴起,页岩油气、致密油气等非常规油气在石油工业中起到了越来越重要的作用,非常规油气开发的核心技术之一是水平井大规模压裂改造。实际施工发现,多次注入压裂有可能可以扩大改造体积,增强裂缝系统复杂性,从而提高改造效果。在增强型地热系统Enhanced Geothermal Systems(EGS)中,为降低诱发地震风险,也尝试采用循环注入压裂,实现低压下的地热储层改造,从而实现“软压裂”。探索水力压裂新的泵注方式对油气、地热、煤层气等开发具有良好的应用前景。然而,到目前为止,关于多次注入压裂裂缝扩展机理和规律尚不清晰,对该技术的适用条件也尚不明确。本文围绕多次注入条件下压裂裂缝扩展机理与规律,通过理论分析和实验研究,分析了压裂缝网形成机理及影响因素、多次注入压裂作用机理、多次注入压裂裂缝扩展规律,并以松南盆地青一段页岩储层为目标分析了多次注入压裂技术应用条件,得到以下主要结论:(1)国内外案例调研及数据分析得出,多次注入压裂可以降低储层破裂压力,增大储层改造体积和缝网复杂性,并有可能降低诱发地震风险;(2)实验研究发现,压裂间隔对于增强多次注入压裂改造效果具有重要影响,吸水时间增加,有利于降低起裂压力、增大裂缝复杂程度同时减小声发射最大辐射能量;(3)压裂缝网的形成受到净压力、弱面强度、地应力差等因素的控制。多次注入压裂强化了流体润滑作用,降低了岩石层理弱面强度;降低了孔眼摩阻和缝内流动阻力,提高了裂缝净压力;改变了裂缝周围应力场,减小了水平应力差;初次开裂裂缝中的支撑剂桥堵,增大了优势裂缝的扩展阻力,这些是多次注入压裂促进缝网形成的主要机理;(4)天然裂缝发育、地应力差小、水敏感性弱的储层适合于多次注入压裂。以松南盆地青一段页岩作为评价对象,其纯页岩储层对多次注入压裂具有良好的适用性。
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