砂岩储层可压裂性评价方法研究.pdfVIP

第 14卷 第20期 2014年7月 科 学 技 术 与 工 程 VoL14 No．20 Ju1．2014 1671— 1815(2014)20—0205·05 ScienceTechnologyandEn~neefing ⑥ 2014 Sci．Tech．Engrg． 砂岩储层可压裂性评价方法研究 彭成勇 刘书杰 李 扬 邓金根 蔚宝华 刘 伟 周长所 纪 成 (中海油研究总院 ，北京 100027；中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室 ，北京 102249) 摘 要 通过研究砂岩储层压裂裂缝起裂、扩展规律以及期望的裂缝形态，提出了砂岩储层可压裂性具体含义。分析KGD模 型中各因素对压裂裂缝的影响规律，借助成熟的有限元方法对上述规律进行验证及补充 ，建立 了砂岩储层可压裂性与储层岩 石弹性模量和最小水平地应力之间的关系，绘制了可压裂性指标的变化规律 ，即弹性模量越高，最小水平地应力越小，砂岩储 层的可压裂性越高。根据地震资料可以绘制砂岩储层的三维可压裂性分布图，可以为压裂选井选层提供参考。 关键词 砂岩储层 可压裂性评价 可压裂性指标 中图法分类号 TE348； 文献标志码 B 随着世界经济的快速发展，能源供需关系 日益 性，裂缝越长，储层的可压裂性越好。 紧张，促进了低渗砂岩油气藏的勘探与开发。目前， 1 岩石力学参数对裂缝长度影响分析 中国发现了大量的低渗透气藏，如长庆气区、川西地 区以及东海深部地层。对于此类储层，为实现经济 水力压裂模型对压裂施工设计具有重要意义， 开发必须进行压裂作业。 自水力压裂技术发明以来 ，许多学者对其进行了研 储层的可压裂性是进行压裂作业之前首要考虑 究，发展了多种模型来研究裂缝的几何形态和延伸 的因素。现有的可压裂性评价方法大多是针对页岩 规律。为研究岩石的可压裂性，可以采用较简单的 的，对于砂岩储层的可压裂性评价指标较少。页岩 KGD模型，即假定产层的变形与上下隔层的变形无 可压裂性是指页岩在水力压裂 中具有能够被有效压 关，产层与隔层之间的界面上存在 自由滑动，水平面 裂的性质，即形成网状裂缝的能力。唐颖，等 从 上属于平面应变状态，缝高方向裂缝的宽度不变，缝 页岩脆性、天然裂缝、石英含量、成岩作用等方面对 高等于产层的高度。 页岩的可压裂性进行了评价；袁俊亮，等 从脆性 Detournay_4对经典的水力致裂KGD模型进行 指数、断裂韧性与岩石力学参数3个方面对页岩气 了研究，对不可渗透材料，在注入流体黏性 占优 储层的可压裂性进行了研究；R．Rickman等 提出 (viscosityscaling)，材料断裂韧性为 0的极端情况 用弹性模量和泊松比归一化后的平均值作为页岩的 下，水力裂缝扩展无因次长度满足关系式 可压裂性指标，为利用测井数据评价储层的可压裂 L：f＼1 ， (1) 性奠定了基础。 为研究砂岩储层可压裂性评价方法，通过对相 若材料韧性 占优 (toughnessscaling)，注人流体 关文献进行总结，得出裂缝起裂与扩展的规律，并利 的黏度为0的极端情况下，水力裂缝扩展的无因此 用成熟的有限元软件对其进行了验证和补充，定义 长度可用如下关系式描述 砂岩储层的可压裂性是指砂岩储层在 自身赋存环境 ： f＼K ， (2) 下，反映水力压裂裂缝延伸难易程度以及裂缝延伸