Stress shadow效應(yīng)是影響水平井壓裂多裂縫設(shè)計(jì)、提高儲(chǔ)層體積壓裂效果的關(guān)鍵因素,當(dāng)水平井中的水力裂紋數(shù)量增多并且間距減少時(shí),裂縫間相互作用的stress shadow效應(yīng)尤為顯著。本研究從巖石細(xì)觀非均質(zhì)性的特點(diǎn)出發(fā),基于滲流-應(yīng)力-損傷模型,對(duì)不同井孔間距內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的相互作用及對(duì)裂紋發(fā)展形態(tài)的影響進(jìn)行研究,以優(yōu)化水平井多裂紋射孔間距。研究結(jié)果表明,當(dāng)井孔間距小于某臨界長(zhǎng)度時(shí),井孔間的相互作用較強(qiáng),容易形成孔間連通的水力裂紋;由stress shadow效應(yīng)影響的井孔臨界間距受巖石非均質(zhì)的影響,當(dāng)巖石的非均質(zhì)性較強(qiáng)時(shí),影響間距較大,當(dāng)巖石的非均質(zhì)性較弱時(shí),影響間距較小;隨著巖石均質(zhì)度的提高,stress shadow效應(yīng)對(duì)尖端"應(yīng)力傘"的影響變?nèi)?裂紋尖端應(yīng)力傘面積變小。通過(guò)這一研究,可以為水平井多裂紋射孔間距優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：鉆采工藝. 2020,43(02)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

不同m值時(shí)單元強(qiáng)度分布

研究中考慮巖石的均質(zhì)度系數(shù)m分別為2、4和8三種情形。為了更好地反映stress shadow效應(yīng)對(duì)臨界間距的影響，設(shè)計(jì)模型為弱各性異性的情形，模型中水平應(yīng)力差系數(shù)為0.2，以便可以同時(shí)考慮井孔間裂紋萌生和平行于大主應(yīng)力方向裂紋演化的可能性，分析stress shadow效應(yīng)的作用機(jī)制與孔間距的關(guān)系以確定最佳臨界間距。當(dāng)井孔間距離分別為50 mm,130 mm和160 mm時(shí)，不同均質(zhì)度數(shù)值模型中水力裂紋相互作用過(guò)程見(jiàn)圖2。根據(jù)圖2中不同均質(zhì)度模型，井孔間距取不同值時(shí)，裂紋的擴(kuò)展形態(tài)特征為:

由于計(jì)算模型中的強(qiáng)度參數(shù)(彈性模量和單軸抗壓強(qiáng)度)服從Weibull分布，每一次生成的模型參數(shù)分布是隨機(jī)的，為了探討參數(shù)隨機(jī)分布特性對(duì)井孔間距的影響，在均質(zhì)度系數(shù)分別為2、4和8的情況下，對(duì)同一井孔間距分別模擬5次。井孔有裂紋萌生時(shí)的計(jì)算次數(shù)與井孔間距的關(guān)系見(jiàn)圖4。結(jié)果表明，模型的非均質(zhì)性越強(qiáng)，井孔間萌生水力裂紋的可能性越大。為了避免水平井相鄰射孔中間有裂紋生成，射孔間距應(yīng)當(dāng)增大，然而，增大間距會(huì)導(dǎo)致水平井產(chǎn)能下降低。為此，研究?jī)?chǔ)層巖石的非均質(zhì)性，根據(jù)儲(chǔ)層自身的特性確定井孔間距是很有必要的。圖4 井孔間裂紋萌生的計(jì)算次數(shù)直方圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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