三维空间中水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则.pdf

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1、石油勘探与开发3362014年6月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVo1．41No．3文章编号：1000．0747(2014)03—0336—05DOE10．11698／PED．2014．03．09三维空间中水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则程万一，金衍一，陈勉一，徐彤一，张亚坤L2，刁策，2(1．中国石油大学(北京)石油工程学院；2．油气资源与探测国家重点实验室)基金项目：国家自然科学基金项目(51174217；51234006)摘要：基于对三维空间下水力裂缝尖端应力场以及作用在天然裂缝面上的应力场的分析，建立了水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则。利用大尺寸

2、真三轴水力压裂实验模拟系统，实验研究了不同产状天然裂缝、地应力对水力裂缝扩展行为的影响。实验研究表明：水力裂缝穿透预制裂缝的现象主要发生在高逼近角、高走向角、高水平应力差异系数、高水平应力差的区域；水平应力差存在一个临界值，大于该值，水力裂缝才可能穿透预制裂缝。实验结果与本准则预测结果吻合良好。应用本准则，预测四川盆地龙马溪组页岩气试验井水力裂缝不能穿透天然裂缝面，与微地震压裂监测解释结果一致。图8表1参15关键词：页岩：水力压裂；天然裂缝；水力裂缝；产状中图分类号：TE357．1文献标识码：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引言一种新判别准则，并用大尺寸真三轴压裂实验进行验证，预测四川盆地龙马溪组页岩气试验井水力裂缝能开发非常规油气藏常需要采用大规模的水力压裂否穿透天然裂缝面。改造储集层【1]。水力裂缝网络的复杂程度取决于水力裂缝与天然裂缝的交叉行为。1水力裂缝与天然裂缝交叉准则Norman等【5]和Daneshy[6J通过实验证明弱面强度、如图1所示，以3个主应力(0-1