疏松砂岩储层压裂液滤失与裂缝延伸机理研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:happy264
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我国有非常丰富的疏松砂岩油气储量,近年来国内疏松砂岩油气藏开采越来越受重视。疏松砂岩储层埋藏较浅,胶结程度差,强度较低,力学特性较为复杂,在水力压裂过程中常伴有复杂的破坏形式。现有的研究对疏松砂岩压裂的裂缝起裂延伸机理认识尚不充分,为对此问题具有更加全面的认识,本文进行了室内疏松砂岩压裂物理模拟实验与数值模拟实验,对裂缝起裂延伸机理进行了更加深入的分析。现场常用的压裂液为线性胶压裂液与交联压裂液,前者没有造壁性,滤失速率不随时间变化,后者在滤失过程中可形成滤饼,随着时间增加,滤失速率逐渐降低。压裂液滤失性实验结果表明,累计滤失量与时间的平方根成正比,交联压裂液滤失系数与液体压力的幂指数成正比,与聚合物浓度平方根的倒数成正比。采用两种压裂液分别进行室内压裂实验,实验结果表明,线性胶压裂液滤失量较大,形成较复杂裂缝,甚至出现压裂液全部滤失、无裂缝的情况。交联压裂液总体滤失量大幅减少,压裂液滤失系数越小则滤失量越小,增大排量可减少压裂液滤失,有利于造缝。使用交联压裂液在不同渗透率的储层均可形成简单平整的拉伸裂缝。基于ABAQUS有限元软件建立了三维流固耦合力学模型,将实验得出的压裂液滤失系数变化规律考虑进该模型中,进行疏松砂岩压裂数值模拟。模拟结果表明,线性胶压裂液与交联压裂液的平均效率分别为20.92%与60.90%,线性胶压裂液大量滤失进入储层,造成裂缝内外压差较小,裂缝规模较小、形态复杂,且裂缝附近区域伴随较大规模的剪切破裂。交联压裂液滤失量小,裂缝内外压差较大,能够形成拉伸型裂缝,裂缝形态简单平整,且基本不伴随剪切破裂。
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