基于避免断层激活机制的组合压裂模式研究

页岩气井多级压裂过程中的套管剪切变形问题日益严重,甚至出现了水力压裂诱发断层激活造成邻井套管变形的现象,这导致相邻水平井压裂不能顺利进行,严重影响了区块产能建设,而降低泵压及排量等现有方法对套管变形控制效果不明显。为此,基于Mohr-Coulomb准则建立了页岩气井井间断层激活评价模型,揭示了常规压裂模式下井间断层激活机理,提出了一种基于避免水力压裂诱发断层激活机制的组合压裂模式。研究结果表明:常规压裂模式下井间断层区域均会被激活,导致相邻水平井丢段;随井间距增加及水平井夹角减小,水平井丢段长度增加;通过采用拉链-顺序-同步组合压裂模式优化断层附近多井多段压裂顺序,可达到避免断层提前激活、缩短水平井丢段长度的效果。研究结果可为页岩气水平井断层激活及套管变形控制提供理论指导。

水平井压裂过程中水泥环界面窜流模拟分析

现有研究不仅未定量分析水平井分段压裂过程中压裂液侵入水泥环界面的窜流长度,而且也未考虑压裂液流速等因素对界面脱黏的影响。为此,基于Cohesive单元方法,建立水泥环界面窜流模型,模拟压裂液侵入水泥环界面造成的窜流现象,对比水泥环-地层界面和水泥环-套管界面发生窜流的难易程度,研究水泥环弹性模量、泊松比及压裂液流速等因素对窜流长度的影响,并结合油田实例进行分析。分析结果表明:水泥环-地层界面更容易发生窜流;增大水泥环弹性模量有利于降低界面窜流的风险,水泥环泊松比对界面窜流的影响不大;在压裂施工的过程中若检测到窜流的发生,在保证压裂正常进行的同时,可以适当减小施工排量来降低窜流的风险。所得结论可为现场施工提供借鉴。