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袁文奎 郭布民 陈玲(中海油田服务股份有限公司,天津300450)
摘要:在水力压裂过程中,裂缝会沿着最小主应力方向延 言,储层杨氏模量要高于隔层杨氏模量,这有利于裂缝的扩展,
伸,同时会向储层上下方向突破。如果压裂目的层上下没有良 不利于控缝高。
好的隔层遮挡,裂缝缝高容易失控,裂缝的延伸容易超出产层 1.3泊松比对裂缝高度的影响
进入上下隔层甚至其它产层,这不仅仅造成压裂液资源的浪
费,更容易压穿其它地层,造成出水等问题。研究压裂过程中 形断面,从而得出了缝宽公式:
各项因素对裂缝在高度方向上延伸的影响,对控制裂缝高度具 彤:!!!二尘竺笠 (1)
有重要的意义。本文对主要的六个因素进行综合分析,得到影 E
响裂缝高度的因素主次顺序。 式中:W——裂缝宽度,mm;y——泊松比,无因次;E——
关键词:裂缝高度;影响因素;正交实验 杨氏模量,103MPa。
水力压裂过程中,当目的层厚度薄、与上下隔层应力差小、 从上式看出,在缝宽一定的情况下,泊松比越大,缝高也越
上下隔层较薄时,裂缝往往在缝高方向上突破隔层延伸,这容 大。但是,在实际压裂作业中,缝宽是随流体净压力等参数变
易造成压裂串层。对于致密储层而言,缝高的过分延伸,就达 化的量,因此泊松比对缝高的影响是有限的。
不到造长缝的效果,还会造成压裂液资源的浪费,甚至会沟通 根据模拟条件输入不同的岩石泊松比,模拟结果显示泊松
上下含水层,直接导致压裂作业的失败。分析裂缝高度的影响 比对缝高的影响不大,如图卜u(h)曲线所示。
因素,选择有针对性的控缝高技术,很多时候是水力压裂作业 1.4隔层厚度对裂缝高度的影响
能否成功的关键。 相同模拟条件下,设置隔层厚度分别为3m、6m、9m、15m、
1单因素影响裂缝高度分析 20m,模拟后得到不同隔层厚度下裂缝高度。从图卜△日(h)曲
线可以看出,隔层越薄,裂缝高度越大。随着隔层厚度增加,裂
目前很多学者都对裂缝高度影响因素进行了分析。胡永
缝高度减小幅度较大。
全分析了影响裂缝高度的因素,并提出了控制裂缝延伸的措施
1.5施工排量对裂缝高度的影响
…。李勇明分析了影响裂缝高度的各因素的主次顺序”1。李年
美国棉花谷地区通过压裂后测井温,总结出了施工排量和
银分析了酸压裂缝高度延伸的影响因素”1。
裂缝高度的关系:
影响裂缝高度的因素可以分为两大类:地层参数与工程参
^=7.23×e唧 (2)
数。地层参数主要包括地层应力、岩石物性、储隔层厚度等;工
程参数主要包括施工参数、材料物性等。利用Fracpro2叭2,在 式中:h一裂缝高度,m;旷施工排量,m3/min;r自然对数
的底。
其它模拟条件不变的情况下,对地应力差、杨氏模量差、泊松
从式中可以看出,缝高与排量呈正相关性,排量越大,缝高
比、隔层厚度、施工排量、压裂液粘度等这六个因素进行模拟分
越高。从图1一Q(h)曲线可以看出,排量对缝高的影响也很
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