深层页岩裂缝扩展与多期次压裂实验研究——以渝西龙马溪组为例

渝西深层页岩具有高闭合压力、高水平应力差的地质特征,导致页岩气开采过程中裂缝扩展难度大,裂缝扩展规律不清。本文以渝西深层页岩储层岩心力学参数、矿物质含量为基准,优选具有类似参数的川南龙马溪组页岩露头开展实验。通过模拟较高垂向应力和正断层应力状态,结合声发射监测数据与泵注压力数据,对不同天然裂缝发育条件下的岩页水力裂缝起裂和扩展规律进行研究分析。研究发现:正断层应力、天然裂缝不发育的条件下,压裂形成的裂缝形态单一;天然裂缝发育方位显著影响缝网形态,高角度天然裂缝引导人工裂缝转向,形成台阶状缝;水平天然裂缝引导人工裂缝水平扩展,形成“T”字或“工”字缝;声发射显示,在实验条件下水力裂缝破坏机理主要为拉张破坏,而水平天然裂缝破坏机理为剪切破坏;多期次压裂可有效改善缝间局部应力,进一步增加裂缝复杂程度;综上所述,天然裂缝是龙马溪深层页岩储层形成复杂缝网的基础条件。本文实验结果可为深层页岩气压裂中裂缝复杂度的提升措施提供实验规律认识和参考依据。