水平井分段多簇压裂净压力变化规律研究

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近年来,由于非常规储层日益得到世界各国高度重视,并且认识到水平井多段分簇压裂是必不可少的关键核心技术。其外在表现特征是裂缝条数显著增加、裂缝间距减小。由于裂缝对相邻裂缝会产生应力干扰,因而早先的单一裂缝延伸诊断技术并不完全适应水平井多段分簇压裂对裂缝延伸诊断及评价需要,所以有必要对水平井分段多簇压裂过程中裂缝评价理论进行研究。基于此,本文以水平井压裂净压力分析为目标,基于裂缝内压降方程、缝宽方程、物质平衡方程,利用数学求解方法,建立了单缝起裂的净压力变化数学模型,简化得到压裂液效率从0到1之间的净压力与时间关系;结合位移不连续法计算多裂缝之间的诱导应力场,考虑多缝间流量分配情况,将裂缝延伸与位移不连续法进行耦合计算,建立了多缝起裂时的净压力变化规律研究模型,分析了注入排量、簇间距以及储层条件对净压力与时间的双对数曲线斜率的影响,得到以下几点认识:(1)随着距离裂缝垂直面距离的增加,裂缝沿着最大和最小水平主应力方向上的诱导应力一直在减小;裂缝在沿着最小水平主应力方向上的诱导应力值大于沿最大水平主应力方向上诱导应力数值;同时存在多条裂缝时,应力影响会使得最小水平主应力方向的诱导应力影响范围和数值更大;(2)单缝起裂时,增大排量对净压力和时间的双对数曲线斜率几乎无影响,曲线斜率随着滤失系数的增加而减小;(3)双缝同时延伸时,各簇裂缝的净压力均高于同排量下的单缝净压力;净压力与时间的双对数曲线斜率随着裂缝簇间距的增加而减小;随着滤失系数的增加而减小;随着注入排量的增加,斜率呈现先增加后减小的趋势,但后期减小幅度不明显;(4)三缝同时延伸时,净压力与时间的双对数曲线斜率随着滤失系数的增加,曲线斜率逐渐减小;随着注入排量的增加,斜率一直呈现增长趋势;随着裂缝簇间距的增加,曲线斜率逐渐减小。本文研究的水平井压裂多裂缝相互干扰下的净压力变化规律及其认识,为现场判断分段多簇压裂施工压力是否正常及判断裂缝延伸状况提供了重要的理论支撑。
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