三維空間中水力裂縫穿透天然裂縫的判別準(zhǔn)則.pdf

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1、石油勘探與開發(fā)3362014年6月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVo1．41No．3文章編號(hào)：1000．0747(2014)03—0336—05DOE10．11698／PED．2014．03．09三維空間中水力裂縫穿透天然裂縫的判別準(zhǔn)則程萬(wàn)一，金衍一，陳勉一，徐彤一，張亞坤L2，刁策，2(1．中國(guó)石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院；2．油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51174217；51234006)摘要：基于對(duì)三維空間下水力裂縫尖端應(yīng)力場(chǎng)以及作用在天然裂縫面上的應(yīng)力場(chǎng)的分析，建立了水力裂縫穿透天然裂縫的判別準(zhǔn)則。利用大尺寸

2、真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)研究了不同產(chǎn)狀天然裂縫、地應(yīng)力對(duì)水力裂縫擴(kuò)展行為的影響。實(shí)驗(yàn)研究表明：水力裂縫穿透預(yù)制裂縫的現(xiàn)象主要發(fā)生在高逼近角、高走向角、高水平應(yīng)力差異系數(shù)、高水平應(yīng)力差的區(qū)域；水平應(yīng)力差存在一個(gè)臨界值，大于該值，水力裂縫才可能穿透預(yù)制裂縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本準(zhǔn)則預(yù)測(cè)結(jié)果吻合良好。應(yīng)用本準(zhǔn)則，預(yù)測(cè)四川盆地龍馬溪組頁(yè)巖氣試驗(yàn)井水力裂縫不能穿透天然裂縫面，與微地震壓裂監(jiān)測(cè)解釋結(jié)果一致。圖8表1參15關(guān)鍵詞：頁(yè)巖：水力壓裂；天然裂縫；水力裂縫；產(chǎn)狀中圖分類號(hào)：TE357．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAcriterionforidentifyinghydraulicfracturescross

3、ingnaturalfracturesin3DspaceChengWan，2JinYan，2ChenMian，2XuTong，2ZhangYakun，2DiaoCe，(1．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；2．StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting，Beo'ing102249，China)Abstract：Basedontheanalysisofthestressfieldsnearthehydrauli

4、cfracturetipandonthenaturalfracturesurface，acriterionforidentifyinghydraulicfracturescrossingnaturalfractureswasproposed．Aseriesofhydraulicfracturingtestswereconductedtoinvestigatetheinfluencesofnaturalfracturesoccurrenceandhorizontalstresscontrastonhydraulicfracturepropagationusinglargescaletri-

5、axialfracturingsystem．Theexperimentresultsshowedthatthecrossinghappensintheregionwithhighapproachingangleandstrikeangle，largehorizontalstressesandhorizontalstressdiferencecoeficient．Horizontalstresscontrasthasacriticalvalue，onlywhenitisabovethecriticalvalue，maythehydraulicfracturecrossthenaturalf

6、racture．Theseexperimentalresultsagreewiththepredictionsofthiscriterionwel1．ItispredictedbythiscriterionthatthehydraulicfractureofatestwellintheLongmaxishaleformation，SichuanBasin，Can’tcrossthenaturalfracture，whichagreeswiththemicro—seismicmonitoringresults．Keywords：shale；hydraulicfracturing；natur

7、alfracture；hydraulicfracture；occurrence0引言一種新判別準(zhǔn)則，并用大尺寸真三軸壓裂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，預(yù)測(cè)四川盆地龍馬溪組頁(yè)巖氣試驗(yàn)井水力裂縫能開發(fā)非常規(guī)油氣藏常需要采用大規(guī)模的水力壓裂否穿透天然裂縫面。改造儲(chǔ)集層【1]。水力裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度取決于水力裂縫與天然裂縫的交叉行為。1水力裂縫與天然裂縫交叉準(zhǔn)則Norman等【5]和Daneshy[6J通過實(shí)驗(yàn)證明弱面強(qiáng)度、如圖1所示，以3個(gè)主應(yīng)力(0-1