薄互层致密砂岩水力压裂裂缝扩展特征研究

薄互层致密砂岩储层由于其砂泥叠置沉积,纵向非均质性强的特点,在水力压裂施工中,裂缝难以垂向扩展,有效沟通储层,明确薄互层水力裂缝垂向扩展规律对薄互层致密砂岩的开发具有重要意义。针对鄂尔多斯盆地临兴区块下石盒子组薄互层致密砂岩储层,通过建立薄互层致密砂岩地层裂缝扩展模型,研究了储隔层间应力差、储隔层厚度、岩石力学性质等地质因素和压裂液黏度、施工排量等工程因素对水力压裂裂缝扩展的影响,并通过现场井压裂效果和微震检测数据验证了模型的可靠性与准确性。研究结果表明:储隔层间应力差和储隔层厚度是影响水力裂缝穿层扩展最主要的地质因素,当应力差大于4 MPa时,裂缝垂向扩展受到抑制;弹性模量大的隔层有利于裂缝垂向扩展;泊松比对裂缝垂向扩展几乎没有影响;压裂液黏度对裂缝垂向扩展影响较小;泵注排量对裂缝垂向扩展有促进作用,但当排量增加到一定程度后,裂缝扩展放缓,对于不同的应力差,存在不同的最优排量。因此,对于薄互层致密砂岩水力压裂,低储隔层厚度、低储隔层应力差、高弹性模量和高注入排量能有效促进裂缝垂向扩展。研究成果可为该类储层水力压裂施工设计提供一定理论依据。