射孔对致密砂岩气藏水力压裂裂缝起裂与扩展的影响.pdf

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1、东北石油大学学报第39卷第2期2015年4月JOURNALOFNORTHEASTPETROLEUMUNIVERSITYVo1．39No．2Apr．2015射孔对致密砂岩气藏水力压裂裂缝起裂与扩展的影响雷鑫，张士诚，许国庆，邹雨时，郭天魁(1．中国石油大学(北京)教育部石油工程重点实验室，北京102249；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580)摘要：为降低致密砂岩气藏偏高的地层破裂压力及增加储层改造体积，设计小型水力压裂实验装置，通过鄂尔多斯致密砂岩气藏钻井取心，研究不同射孔数量、射孔间距、射孔深度及水平应力差条件下水力压裂裂缝起裂与扩展规律．结果表明，射

2、孔可以有效地降低致密砂岩气藏的破裂压力；增加射孔数量可以增加裂缝条数，并且裂缝沿射孔的方向扩展，有利于均匀布缝，提高储层的改造体积；低水平应力差和较小的射L间距产生的缝间干扰导致裂缝在扩展的过程中发生偏转，缝间干扰随着射孔间距的增加及水平应力差的增大而减弱；射孔深度对于裂缝起裂也有一定的影响，裂缝更容易从射孔较深的区域起裂，为致密砂岩气藏压裂井射孔参数优化提供依据．关键词：射孔；致密砂岩气藏；裂缝起裂；裂缝扩展；破裂压力；缝间干扰中图分类号：TE348文献标识码：A文章编号：2095—4107(2015)02—0094—080引言致密砂岩气藏储层孔隙度小、渗透率极低，物性界限

3、为空气渗透率小于0．3×10／xm，单井产能低，常规开发方式很难实现有效动用．在水力压裂过程中，为了实现致密气藏经济有效的开采，一般采用射孔水平井分段多簇的体积压裂方式开启天然裂缝，使它不断扩张并与脆性岩石产生剪切滑移，最终形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络体系，从而增加改造体积、提高初始产量和最终采收率口]．由于部分致密砂岩气藏地层破裂压力较高，导致压裂施工困难，需要采用射孔完井方法降低储层破裂压力[2]．另外，增加射孔裂缝条数，以沟通更多的天然裂缝和提高缝网结构的复杂性也是致密砂岩气藏增产改造的重点．在射孔井眼中，裂缝的起裂和近井筒的裂缝扩展是复杂的]，对于致密砂岩

4、气藏的储层改造效果有很大影响．因此，研究射孔对致密砂岩气藏水平井压裂裂缝起裂与扩展的影响，对于水平井水力压裂优化设计具有重要的意义．目前，对射孔影响裂缝起裂与扩展的实验研究多采用大尺寸的真三轴实验系统．DaneshyA_5采用石膏块预置射孔的方式研究射孔影响破裂压力，发现增加射孑L数量可以有效地降低破裂压力，短孔眼具有比长孔眼更低的破裂压力，射孔直径主要影响地层的抗拉强度，直径越大抗拉强度越低．邓金根等]采用水泥块预置射孑L的方式研究不同射孔方式、方位、孔密、孔深及孔径对裂缝延伸和破裂压力的影响规律，对川西南致密气藏压裂井的射孔参数进行优化；BehrmannL等[7使用砂岩露

5、头进行射孑L断裂实验，以确定最优起裂的射孔几何形状和射孔一压裂过程，表明水力裂缝起裂点通常是在孔眼的底部或是穿过井孑L轴线的最小远场应力法平面与井筒表面的交点，起裂点取决于射孔方向相对于最小水平应力法平面、压裂液性质及注入速率．BungerAP等使用辉长岩露头，结合大型真三轴水力压裂模拟系统研究射孑L对于裂缝扩展的影响，表明射孔除了能够有效地降低破裂压力外，对于裂缝的起裂与扩展还有很好的控制，有利于均匀布缝．这些实验研究使用的是大尺寸人造岩心或是野外露头，不但很难处理实验岩样，而且岩样的物理性质与实际储层岩石物性也有一定差异，更没有专门针对致密砂岩进行过射孔对裂缝起裂与扩展的

6、影响研究．收稿日期：2015一O1—17；编辑：任志平基金项目：中国石油长庆油田分公司先导性项目(12YLI—Fw一02I)作者简介：雷鑫(1984一)，男，博士研究生，主要从事油气井增产方面的研究·94·第2期雷鑫等：射孔对致密砂岩气藏水力压裂裂缝起裂与扩展的影响perforatedboreholesintightformations[c]．ARMA2013662，2014．[1o]KingGE．Thirtyyearsofgasshalefracturing：Whathavewelearned[c]．SPE133456，2010．[¨]WarpinskinNR，Teufel

7、LW．Influenceofgeologicdiscontinuitiesonhydraulicfracturepropagation[J]．JournalofPetroleumTech—nology，1987，39(2)：209—220．[12]WarpinskiNR，BranaganPT．Altered—stressfracturing[J]．JournalofPetroleumTechnology，1989，41(9)：99o一991．[131王素玲，董康兴，董海洋．低渗透储层射孔参数对起裂压力的