缝网压裂机理研究与认识[任岚120425].ppt

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1、缝网压裂机理研究与认识赵金洲西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室2012年4月1一.什么是缝网压裂二.能不能形成缝网三.怎样才能够形成缝网四.如何形成缝网五.缝网压裂实例分析汇报提纲21984：Warpinski通过矿场试验首次发现压裂形成主裂缝与复杂分支裂缝同时延伸，提出了ZoneofFractures的概念。1986：Blanton通过物理模拟实验首次发现并提出水力裂缝相交天然裂缝后，水力裂缝可能存在穿过、转向、穿过和转向3种状态。一.什么是缝网压裂？3水力裂缝相交天然裂缝后的延伸模式（Blan

2、ton）1999：Mahrer认为天然裂缝性地层压裂将形成NetworkFractures。2000：Beugelsdijk通过物理模拟实验证实了NetworkFractures的存在。2002：Fisher和Maxwell同时通过微地震测试发现压裂形成FractureNetworks的可能性。2004：国内（赵金洲）首次提出了网络裂缝酸化概念。2006：国内（胥云等人）首次提出了缝网压裂概念。2006：Mayerhofer提出了StimulatedReservoirVolume(SRV)概念，国内翻译为体积

3、改造（压裂）。一.什么是缝网压裂？42008：国内（赵金洲，任岚）开始研究缝网压裂理论模型。2009：Olson发表了缝网压裂的力学模拟成果。一.什么是缝网压裂？5Rn=1Rn=2传统压裂的裂缝形态缝网压裂的裂缝形态裂缝单一双翼裂缝水力裂缝对储层流动区域控制范围小表现为裂缝面对储层流动区域的控制裂缝带裂缝延伸具有随机性缝网对储层流动区域控制范围大表现为缝网体积对储层流动区域的控制6一.什么是缝网压裂？7Warpinski（1984）室外矿场试验发现形成了裂缝带（缝网）：二.能不能形成缝网？8二.能不能形成缝网

4、？室内物理模拟实验证实了网络裂缝(缝网)的形成：（Beugelsdijk，2000）(陈勉，2008)施工结束190min130min80min9微地震监测证实了网络裂缝（缝网）的形成：（Maxwell，2002)二.能不能形成缝网？10微地震监测证实了网络裂缝（缝网）的形成：（Cipolla，2009）二.能不能形成缝网？11地质条件——储层必须具有结构弱面（如天然裂缝），储层结构弱面越发育，缝网系统越发育三.怎样才能够形成缝网？12在不同应力差和相交角组合下的实验结果实验室构架三.怎样才能够形成缝网？应力

5、条件——最大最小水平主应力差越小，最大水平主应力方向与结构弱面（如天然裂缝）走向夹角越小，越容易形成缝网且缝网系统越发育（Blanton，1987）Rickman认为脆性矿物(硅质+钙质)总量要大于40%，才能够形成缝网岩矿成分3角图（Rickman，2008）13三.怎样才能够形成缝网？岩矿条件——脆性矿物(硅质+钙质)含量越高，储层越容易形成缝网脆性特征参数约大于50，储层才具有缝网扩展的岩石力学条件14三.怎样才能够形成缝网？力学条件——弹性模量越大、低泊松比越小，储层越容易形成缝网（Rickman，2

6、008）15计算条件：岩石抗张强度5MPa，流体黏度1mPa.s（赵金洲，任岚2010）三.怎样才能够形成缝网？工程条件一：净压力越高，储层越容易形成缝网且缝网越发育模拟实验结果（Beugelsdijk，2000）低粘高粘裂缝监测结果（Cipolla，2008）16冻胶滑溜水清水弱交联压裂液理论计算结果（赵金洲、任岚，2010）三.怎样才能够形成缝网？工程条件二：主裂缝形成后，压裂液黏度越低，越容易形成缝网17注入压裂液量与缝网发育程度相关性（Mayerhofer，2010）三.怎样才能够形成缝网？工程条件三

7、：压裂规模越大，缝网体积越大18缝网压裂的基本条件地质条件：结构弱面（天然裂缝、节理等）发育应力条件：水平应力差小岩矿条件：脆性矿物含量高力学条件：弹性模量大、泊松比小工程条件：三.怎样才能够形成缝网？净压力高流体黏度低规模大缝网形成示意图四.如何形成缝网？1920缝网概念图（Blanton）四.如何形成缝网？缝网概念图（赵金洲，任岚）21从相交点直接穿过穿过天然裂缝判据：从天然裂缝端部延伸天然裂缝转向判据：水力裂缝与天然裂缝相交作用后的延伸理论模型四.如何形成缝网？水力裂缝相交天然裂缝后的延伸分析(1)低相

8、交角时，水力裂缝倾向沿天然裂缝转向延伸；(2)中相交角低应力差时，水力裂缝倾向沿天然裂缝转向延伸；(3)高相交角时，当水平应力差小于岩石抗张强度，水力裂缝倾向沿天然裂缝转向延伸；(4)水平应力差越小，相交角越小，水力裂缝转向延伸需要的净压力越低；总体上说，低相交角和低应力差有利于远场缝网的形成，而高相交和高应力差将更容易形成对称双翼裂缝。相交角和水平应力差对水力裂缝转向延伸的影响22四.如何形成缝网