页岩气水平井分段压裂复杂缝网形成机制

水平井分段压裂是页岩气高效开发的重要技术手段,有意识地利用水力裂缝沟通页岩储层中的天然裂缝,使其闭合的部分重新开启,开启的部分又相互连通,从而在地层中形成具有较大规模的复杂裂缝网络,有利于实现地层中页岩气向井筒的高效流动。为了合理优化页岩储层压裂设计方案,提高页岩储层压裂改造效果,需先认清页岩水平井分段压裂复杂缝网形成机制。基于位移不连续理论,建立了水平井分段压裂多裂缝干扰模式下的地应力场模型,分析了天然裂缝在复杂地应力场和存在压裂液滤失作用的情况下,发生张开或剪切破裂形成复杂缝网的机理。分析表明:水力裂缝诱导应力虽能降低地层原始水平应力差,但也会增加地层中天然裂缝发生张开和剪切破裂的难度,不利于复杂裂缝网络的形成。压裂液滤失是导致地层中天然裂缝发生张开和剪切破裂形成复杂裂缝网络的关键因素,天然裂缝的剪切破裂区域要远大于张开破裂区域,多条水力裂缝滤失效应的叠加更有利于形成具有较大波及区域的复杂裂缝网络。充分考虑压裂液滤失对复杂裂缝网络形成的影响,对提高页岩气水平井分段多簇压裂改造效果具有重要意义。