钻井液与完井液

作者：俞然刚,张尹,郑彬涛,杨文东,田勇,刘冰莹

单位：1. 中国石油大学(华东) 储运与建筑工程学院, 山东青岛 266580;；2. 胜利油田石油工程技术研究院, 山东东营 257000;；3. 中国石油化工股份有限公司天然气榆济管道分公司, 济南 250000；

关键词：射孔相位, 地应力, 薄互层, 水力压裂, 物模实验, 起裂压力, 裂缝扩展

基金：

国家自然科学基金（51309238）；山东省自然科学基金（ZR2018MEE050）；中央高校基本科研业务费专项资金（18CX02079A、17CX02028A）

为了深入研究射孔相位、地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展的影响，采用大尺寸真三轴模拟实验系统进行水力压裂实验，通过扫描裂缝断面描述了水力裂缝扩展和分布状态，分析了射孔相位及地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展的影响，并进行初步的机理分析，为压裂设计和施工提供支持。实验结果表明：①岩心在射孔末端沿射孔方向开裂，随后裂缝转向，沿垂直于最小水平主应力方向扩展；相同地应力下，射孔相位60°时岩心起裂压力最小，初次开裂及压裂过程用时最短，且裂缝扩展或产生新缝数量多、形式复杂。②当垂向主应力与最大水平主应力差较大且水平主应力差较小时，岩心起裂压力较小，裂缝扩展过程平稳，受岩石断裂韧性影响微弱；当垂向主应力与最大水平主应力差较小时，水平主应力差越大，则起裂压力越大，裂缝扩展次数越少，压裂过程用时越短。③当水平主应力差较大时，裂缝沿垂向扩展明显，断裂面平直且垂直于最小水平主应力方向；当水平主应力差较小时，裂缝扩展方向难控制，易产生偏转或横向裂缝。④水力裂缝与结构面相遇时产生支裂缝，以及出现分叉、转向、穿层等现象是形成复杂裂缝网络的必要条件。层理影响裂缝穿层，微裂隙与微空隙对起裂压力和裂缝扩展均有影响。

来源：2020年第1期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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