泥页岩地层水力裂缝延伸方位研究.pdf

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1、第42卷第3期石油钻探技术Vo1．42No．32014年5月PETROLEUMDRIILINGTECHNIQUESMav。2014钻井完井doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2014．03．006泥页岩地层水力裂缝延伸方位研究邵尚奇，田守增，李根生，盛茂(油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京))，北京102249)摘要：以非线性断裂力学理论为基础，通过应力叠加原理，推导出了I～Ⅱ型复合水力裂缝起裂角的解析模型。利用该模型计算了裂缝与最大水平主应力方向夹角为0。、3O。、60。和9O。时的裂缝端部塑性区域范围，并将利用该模型计

2、算出的起裂角与利用最大周向应力准则计算出的起裂角进行了对比。结果表明：裂缝与最大水平主应力方向夹角为0。、30。、60。和9O。时的裂缝端部塑性区域的范围分别是O～0．18，O～0．45，O～0．45和O～O．18倍半缝长；裂缝与最大水平主应力方向夹角为O。时，裂缝的起裂角为180。；当裂缝与最大水平主应力方向夹角增大至9O。时，起裂角降为0。；在裂缝与最大水平主应力方向夹角及缝内流体压力相同的情况下，利用该模型计算出的起裂角比利用最大周向应力准则计算出的大O。～2O。；在裂缝与最大水平主应力方向夹角相同的情况下，缝内流体压力为55MPa时的起裂角比缝内流体

3、压力为45MPa时的大O。～4O。。研究表明，利用非线性断裂力学研究泥页岩地层起裂是可行的，研究结果可以为水平井分段压裂优化提供一定的理论指导。关键词：泥页岩水力压裂塑性核起裂角I一Ⅱ型复合裂缝中图分类号：TE357．1文献标识码：A文章编号：1001—0890(2014)03—0027—05PropagatingOrientationofHydraulicFracturesinMuddyShaleFormationShaoShangqi，TianShouceng，LiGensheng，ShengMao(StateKeyLaboratory0fPetrole

4、umResourcesandProspecting(CinaUniversity0fPetroleum(BP—ing))，Beiing，102249，Cina)Abstract：MuddyshaleiSductilerock，theinitiationangleofmuddyshaleformationwasresearchedtoen—hancetheeffectofhydraulicfracturing．Inthiswork，ananalyticmodelforplasticcoreregionandfractureinitiationof工-Ⅱmixe

5、dmodehydraulicfractureswasproposedbaseonPlasticMechanicsandsuperpositionprinciple．Basedonthemodel，theplasticcoreregionoffracturewascalculatedconsideringthefractureandmaximumhorizontalprincipalstressinclinationangleof0。，30。，45。and6O。．Thecalculatedinitiationangleswerecomparedwiththei

6、ni—tiationanglesbyadoptingmaximumtangentialstresscriterion．Resultsshowedthatwheninclinationangleswere0。，30。，45。and60。，theregimeofplasticcoreregionsiSO一0．18，O—O．45，O—O．45and0一O．18timesthatofhalf-lengthoffracturerespectively．Ⅵentheinclinationwas0。。theinitiationanglewas180。。andtheinit

7、iationangledecreasedto0。whentheinclinationanglewas90。．Giventhesameinclinationangleandpressure，thefractureiniti—ationangleofthenewmodelwas0。一20。largerthantheinitiationanglebasedonmaximumtangentialstresscrite—fion．Withthesameinclinationangle．theinitiationangleunder55Ⅳ【E)awas0。一40。lar

8、gerthanthatunder45Ⅳa．There