水平井压裂裂缝起裂和延伸规律研究

目前我国水平井压裂效果不是很理想,原因之一是对水平井压裂裂缝形成机理认识不够全面,特别是对裂缝的起裂和延伸规律的研究还不够深入。 利用延长油田薛岔地区的测井和压裂资料,通过计算得到：泊松比为0.18、杨氏模量为23.7GPa、最小水平地应力为20.6MPa、最大水平地应力为33.6MPa。在此基础上,建立了考虑孔眼的空间模型,利用有限元的方法进行了模拟计算,分析认为破裂压力的大小主要受最小水平地应力的影响,井筒方位角、射孔方位角、射孔密度对破裂压力的影响明显,射孔孔眼长度和直径对破裂压力影响不大,预测薛平1井地面破裂压力为35MPa。在研究已有的二维裂缝延伸模型和三维裂缝延伸模型的基础上,考虑了缝高压降梯度等因素对裂缝延伸的综合影响,建立了改进的拟三维裂缝延伸模型,并给出了数值计算方法,通过计算分析认为,随着排量的增加裂缝高度增加明显,随着裂缝长度的增加裂缝高度是不断增加的,当裂缝半长大于130m时,裂缝高度的增加量有变大的趋势。在不考虑裂缝垂向尺寸和射孔完井的情况下,基于最大拉应力准则和拉格朗日极值法,建立了水平井井筒附近裂缝转向模型,计算结果显示在井筒周围存在裂缝转向,随着井筒方位角的增大,裂缝转向结束时离井筒的距离不断减小,认为井筒最佳方位是井筒与最大水平地应力垂直。