砂-页交互陆相页岩储层水力裂缝穿层扩展规律

陆相页岩储层砂-页互层发育,层间岩石力学性质与地应力差异大,水力裂缝穿层扩展困难,导致压裂改造效果不佳。文中基于有限元+黏聚力单元法建立了砂-页交互陆相页岩储层三维水力裂缝穿层扩展数值模型,采用解析解与室内实验验证了模型的准确性,采用单因素和极差分析法开展算例研究,全面揭示了地质与工程因素对水力裂缝穿层扩展的影响规律。研究结果表明:高层间应力差、高层间抗张强度差、低层间弹性模量差、高隔层厚度均不利于水力裂缝穿层扩展,增大施工排量与压裂液黏度能有效提升水力裂缝穿层扩展能力;各因素影响程度的顺序为层间应力差>层间弹性模量差>层间抗张强度差>隔夹层厚度>注入排量>压裂液黏度。采用上述模型针对实例井开展施工参数设计,推荐单簇注入排量不低于2.5 m^(3)/min,前期施工压裂液黏度不低于20 mPa·s,现场应用效果良好,验证了模型的工程应用价值。