重复压裂机理研究.pdfVIP

维普资讯 72 第24卷 第3期 大庆石油地质与开发 P．G．O．D．D． 2005年6月 文章编号：1000-3754 (2005)03-0072-03 重 复 压 裂 机 理 研 究 孙海成 ，何顺利 (石油大学 石油天然气工程学院，北京 102249) 摘要：重复压裂的井由于初次压裂形成的裂缝以及油层生产导致的压力衰减等原因，近井地带的应力 场将发生变化，从而在重复压裂过程中引起裂缝的重新定向。通过合理的假设，把进行重复压裂的井 简化到弹性力学中的无限大平板上圆孔周围的应力集中问题，然后经过理论分析推导出判断裂缝发生 转向的公式，分析了影响裂缝重新改向的几个主要 因素。 关 键 词：重复压裂；理论；机理；模型；公式 中图分类号：TE357．1 l 文献标识码：A 重复压裂时，由于初次压裂裂缝 、压力衰减等的 于裂缝方向产生的诱导应力。ro．、为由孑L隙压力的变 影响造成近井地带的应力场发生变化，将导致重复压 化引起的附加诱导应力。 裂时裂缝方 向的重新定 向。室 内和现场实验表 1．3 应力场的简化 明 。，重复压裂形成的裂缝与初次裂缝可能存在一 假设井筒周围没有裂缝 ，但初始应力场由原来的 个夹角，理想条件下这个夹角为90。，但是从理论上 ro 和or变成现在的P和Q，而后两参量分别是把 研究重复压裂裂缝形成的机理以及建立合理的重复压 和Y同向的力进行叠加，即有 裂模型的不是很多。在实验与已有论点的启发下，围 P= + 。 (1) 绕着裂缝转向这一问题，尝试性地建立了可供现场分 Q：ro +roi+ro。 (2) 析判断或参考的重复压裂理论模型。 简化后的应力分布如图1所示 ，试验结果 为 ro =2o- (3) 1 模型的建立 P =P。一P。 (4) roy：P (5) 1．1 基本假设 式中，Pp,op为作用在支撑剂上的净压力，也就是最大 对于地层假设： 诱导应力；P。为裂缝闭合压力，P=roj；P。为裂缝 (1)地层为均质，并且岩石为线弹性体； 中的流体压力，最小值为底流压。 (2)无限大平板中央具有一圆孑L； (3)不考虑温度引起的附加应力场； (4)裂缝假设为整个地层基质的一部分； (5)驱动方式为天然能力驱动。 1．2 受力分析 井筒附近应力分布由以下几个分量组成：初始最 小、最大主应力；由于水力裂缝的存在，垂直于初次 裂缝方向上 (即垂直于最小主应力方向上)产生的 最大水力裂缝诱导应力，其大小为作用在裂缝中支撑 剂上的净压力；在裂缝方向上 (即在最大主应力方 图1简化后的井筒周围应力示意图 向)产生诱导应力，其值为最大诱导应力的一半¨。 井筒中的液体产生的压力为P，其作用力假设均匀 试验结果表明，在 、Y方向上它们的大小近似 分布在井筒周围。ro 、ro。是水平方向的原始最大 相等 ，即ro 。。地层压力变化引起的诱导 主应力和最小主应力。ro 、ro 是在裂缝方向和垂直