缝洞型碳酸盐岩储层人工裂缝扩展数值模拟

缝洞型碳酸盐岩储层中分布有形态和尺寸各异的缝洞体,是主要储集体。由于缝洞体的不均匀分布,当前主要采用压裂改造的方式,通过人工裂缝沟通缝洞体,建立缝洞体与井筒之间的流动通道。明确人工裂缝在缝洞体储层中的扩展规律,有利于提升缝洞体储层改造的效果。本文建立了基于非连续离散裂缝模型的缝洞型碳酸盐岩储层人工裂缝扩展数值模型。首先建立缝洞体储层流固耦合应力模型,然后采用离散裂缝模型构建人工裂缝,该模型允许人工裂缝沿着初始划分的网格进行扩展,并采用最小应变能密度准则判定扩展路径。根据缝洞分布规律的不同,本文建立了3种缝洞特征的缝洞体储层。通过对具有不同缝洞特征的缝洞体储层模拟研究结果发现:洞体扰动局部应力场,使人工裂缝扩展路径偏转,而洞体越大,扰动作用越明显;根据人工裂缝和洞体相对位置不同,可分为正面排斥作用和侧面吸引作用,而这2种作用皆不利于人工裂缝与洞体沟通;但当洞周存在天然裂缝时,人工裂缝可以通过与洞周缝相交,提升沟通缝洞体的概率;增加人工裂缝内净压力,可提升人工裂缝与缝洞体相交时的主导作用,使其偏转程度降低,有利于突破洞体的排斥,与主应力方向缝洞体沟通;人工裂缝穿透缝洞体时的注液点压力主要受人工裂缝内流动能量损失和缝洞体漏失速率控制,优化压裂液性能可以降低穿透压,提升人工裂缝扩展范围。本文研究结果为缝洞型碳酸盐岩储层压裂改造评价提供参考。