压裂液对油页岩裂缝扩展影响的数值模拟

压裂液在油页岩水力压裂裂缝扩展过程中扮演着重要的角色,因此获得压裂液对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响规律对油页岩水力压裂技术的发展有着巨大的推动作用。选取羟丙基胍胶稠化剂配制成了不同含量的压裂液基液,并测量了其黏度。然后,基于扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM)裂缝扩展分析方法和压裂液对油页岩裂缝扩展的影响模型,采用ABAQUS数值模拟软件,对吉林省汪清地区的油页岩进行了不同黏度和不同排量压裂液条件下的裂缝扩展仿真模拟。分析模拟结果发现,水力压裂裂缝在油页岩中扩展时,压裂液排量是影响裂缝扩展的主要因素,而压裂液黏度对油页岩裂缝扩展的影响很小;随着压裂液排量的增加,裂缝的长度和宽度迅速增大,其扩展速率亦随排量增加而增大;到水力压裂后期,裂缝长度和宽度逐渐趋于常值,即压裂液对裂缝扩展的影响逐渐变小。

致密砂岩压裂裂缝扩展规律的数值模拟

松辽盆地南部中央凹陷区块存在低渗透砂岩储层,研究区内油藏物性较差,渗透率低。在单一的压裂主缝的作用下,储层基质向裂缝供气能力较差,很难取得预期的增产效果。为有效开发储层,达到增产的目的。通过RFPA有限元软件结合水力-机械-损伤耦合数值模拟方法建立了砂岩储层水力裂缝扩展数值模型,模拟分析了不同射孔方位角、压裂液排量和黏度对裂缝扩展的影响规律。结果表明当射孔方位角到45°,排量到12 m^(3)/min,压裂液黏度到6 mPa·s时更有利于沟通天然裂缝形成复杂裂缝网络。

胶结型天然裂缝对水力压裂裂缝延伸规律的影响

为确定致密砂岩储集层中天然裂缝在水力压裂裂缝网络形成中的作用,采用渗流-应力-损伤耦合方法建立数值模型,并运用Monte-Carlo模拟方法,在数值模型中生成裂隙网络模型,研究天然裂缝方向、天然裂缝强度、水平主应力差、压裂液注入速率以及压裂液黏度对水力压裂裂缝延伸规律的影响。结果表明,天然裂缝与最大水平主应力夹角为30°~60°时,形成的水力压裂裂缝最为复杂。天然裂缝强度增大不利于分支裂缝和转向裂缝的产生,低水平主应力差条件下,天然裂缝展布方向主导水力压裂裂缝的延伸;在高水平主应力差条件下,应力主导裂缝网络的延伸;当水平主应力差为3.0~4.5 MPa时,水力压裂裂缝复杂程度最高,延伸范围最大。增大压裂液注入速率,会促进复杂水力压裂裂缝网络的形成;适当提高压裂液黏度,可以促进裂缝的扩展,但是当黏度过高时,裂缝仅在射孔周围有限范围内形成复杂裂缝网络。