水平井投球暫堵是實現(xiàn)致密油氣藏壓裂段均勻改造的關鍵技術,但目前針對壓裂施工中實施不同投球暫堵工藝措施后多簇裂縫擴展形態(tài)的研究成果卻較少,致使現(xiàn)場投球暫堵工藝措施的制訂缺少相關的理論支撐,影響了該工藝在壓裂施工現(xiàn)場的應用效果。為此,基于邊界元方法建立了水平井"井筒—孔眼—裂縫擴展"全耦合模型,提出了暫堵球分配的計算方法,進而模擬在初始非均勻應力場條件下進行段內(nèi)暫堵轉向時暫堵球的投球數(shù)量、投球時機、投球次數(shù)及其對多簇裂縫擴展的影響。研究結果表明:(1)壓裂過程中,射孔孔眼摩阻的限流作用會平衡誘導應力干擾帶來的進液量差異,使得各簇裂縫中流體流動受到的阻力差距縮小;(2)當考慮初始應力場非均勻分布的影響后,各簇裂縫進液量發(fā)生明顯的變化,高應力區(qū)域甚至出現(xiàn)不進液的無效射孔簇,而實施投球后,無效射孔簇會產(chǎn)生新的裂縫;(3)當初始最小水平主應力差(?σ_h)超過3 MPa時,在施工中期適當增加投球數(shù)量(大于單段總射孔數(shù)的一半),或者在中前期進行投球暫堵(包括在中前期分批次投球),有利于降低各簇裂縫的非均勻擴展程度;(4)當初始?σ_h低于2MPa時,應減少投球數(shù)量或在施工中后期投球,否則會加劇各簇裂... 

【文章來源】：天然氣工業(yè). 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

Nb、?σh對Sd影響結果圖

忽略縫內(nèi)流體向基質(zhì)的濾失，假設水平井各段壓裂時每簇射孔僅產(chǎn)生一條水力裂縫，裂縫擴展?jié)M足線彈性斷裂準則。由于國內(nèi)非常規(guī)油氣儲層水平地應力差均較大，多簇裂縫在擴展過程中發(fā)生偏轉的現(xiàn)象受到抑制[10]，因此，可以將壓裂縫假設為平直裂縫。各簇裂縫的延伸受到縫間應力干擾、射孔參數(shù)和地應力等因素的綜合影響，各簇裂縫中壓裂液分流量發(fā)生動態(tài)變化。同時，由于井筒摩阻系數(shù)相對于射孔孔眼及縫內(nèi)摩阻系數(shù)較小，可以忽略井筒沿程阻力損失的影響[9-11]。由于壓裂現(xiàn)場所用暫堵球直徑均大于射孔孔眼直徑，假設一個暫堵球可以完全封堵一個孔眼[14-16]。在注入壓裂液時投入暫堵球，根據(jù)暫堵球數(shù)量與流量分配來重新確定各簇射孔數(shù)量，從而來模擬暫堵球的封堵效果，如圖1所示。1.2 模型建立

借鑒北美頁巖油氣的開發(fā)經(jīng)驗，密切割壓裂+投球暫堵工藝試驗已在涪陵、威榮等頁巖氣區(qū)塊大力開展。為此，以單段6簇（HF1、HF2、HF3、HF4、HF5、HF6）密切割壓裂為研究對象，壓裂段長度為90 m，射孔簇區(qū)域居中設置，且簇間距為10 m，如圖2所示。由于沿水平井筒的地應力分布對壓裂段內(nèi)各簇裂縫的起裂與擴展具有重要影響[9-11]，為了研究非均勻應力條件下的多簇裂縫擴展行為，設置段內(nèi)最小水平主應力沿水平井筒方向線性增加。在壓裂過程中，通過加入不同數(shù)量的暫堵球來調(diào)整各簇裂縫中流量的分配，模擬參數(shù)如表1所示。2.1 平面應力非均勻性

【參考文獻】：
期刊論文
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