层理页岩储层水力裂缝垂向扩展数值研究
水力压裂是实现页岩油气藏高效开发的主要技术之一，页岩层理面是影响裂缝扩展形态的关键因素。本研究以长庆油田岩石参数、地应力数据为基础，采用粘聚力力单元理论构建了考虑耦合应力损伤及滤失的层理页岩水力裂缝扩展模型，分析了垂向地应力和层理强度变化对水力裂缝扩展形态的影响，并指出了不同裂纹扩展形态对应压力曲线的变化。模拟结果表明：(1)层理发育储层水力裂缝垂向扩展主要产生了三种裂纹形态：①遇到层理面水力裂缝扩展受阻，进而转向沿层理扩展；②水力裂缝扩展穿过并打开多个层理面，裂缝同时在垂向和水平扩展；③水力裂缝扩展直接穿过层理，形成垂向单一竖直裂缝；(2)层理强度和垂向与水平地应力差都直接影响着层理页岩水力裂缝扩展形态，适中的层理强度和地应力差更有利于形成复杂缝网。(3)水力裂缝发生转向沿层理扩展使，对应压力曲线压力保持不变；水力裂缝穿过层理面的同时打开了层理面并沿其扩展，对应压力曲线压力呈现阶梯型下降；水力裂缝沿垂向单一扩展，水力裂缝在遇到层理时会出现压力波动。本研究对层理发育的页岩储层优化水力压裂设计和控制裂缝扩展几何形态具有一定的指导作用。
水力压裂 层理面 垂向扩展 粘聚力单元
赵兵兵 孙峰 薛世峰 黄薇
中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,山东青岛,266580
国内会议
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2021-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）