水平井压裂裂缝起裂及延伸规律研究.ppt

水平井压裂裂缝起裂及延伸规律研究汇报提纲1.前言在不同的地应力状态和井筒方位下，水平井压裂形成的裂缝形态也不同。(1)横向裂缝(2)纵向裂缝(3)转向裂缝转向裂缝又叫‘S’型裂缝，一般是裂缝从井筒起裂后在近井筒位置延伸一段距离，再转向另一个平面的方向延伸。如图所示，在图中所示的应力分布状态下，该裂缝在起裂时是沿着水平方向延伸，而在沿着水平方向延伸一段距离后，裂缝发生转向，转向垂直于最小主应力的方向延伸，所以导致了转向裂缝的形成。许多因素都可以引起裂缝转向，最主要的因素是在裂缝起裂时的近井筒应力分布状况以及射孔状况。裂缝转向会引起更大的施工泵压，严重情况下可能会引起砂桥和过早的近井筒出砂。(4)扭曲裂缝扭曲型裂缝与转向裂缝类似，但扭曲裂缝的上半缝和下半缝是向着两个不同的平面发生转动，而转向裂缝的上半缝和下半缝是向着两个平行的平面发生转动。在图2-4所示的应力状态下，水平井井筒方向垂直于最大水平主应力方向，起裂的纵向裂缝从井筒延伸出来在远井筒地应力状态下会转向于横向裂缝的方向。这样就会导致裂缝在离开井筒附近后的扭曲。如同转向裂缝一样，扭曲型裂缝也会造成裂缝在近井筒附近的快速收聚。而且其收聚的程度比转向裂缝更大，所造成的产量和压裂施工上的负面影响也较大。汇报提纲建立水平井井筒应力分布模型；进行了裸眼完井水平井裂缝起裂压力计算，并构建了裂缝起裂方位预测模型；进行了射孔完井水平井裂缝起裂压力计算，并构建了裂缝起裂方位预测模型；分析了裂缝起裂压力的影响因素。水平井压裂中裂缝的起裂压力和起裂方位因素：（1）水平段井筒的方位；（2）岩石性质、井筒周围应力分布；（3）施工作业条件、井筒结构、射孔条件。计算裂缝起裂压力、预测起裂方位角通常有两个步骤：（1）计算水平井井筒周围的应力分布；（2）根据岩石破裂准则，当井筒应力大于岩石强度，裂缝起裂。2.1水平井井筒周围的应力分布水平井井筒应力分布模型的建立要考虑诸多因素：（1）水平井井筒周围的岩石受井筒内压引起的应力（2）岩石原地应力（3）压裂液渗流效应引起的应力变化（4）射孔对井筒应力分布的影响（5）分隔器对水平井井筒轴向应力也有一定的影响根据假设条件，以上在水平井井筒处产生的应力满足迭加原理，水平井井筒处的总应力分布可以通过各个因素产生的应力迭加得到，(在所有的受力分析中，将压应力取正，拉应力取负)。2.1.2射孔完井水平井井筒周围应力分布在坐标系下射孔完井水平井井筒应力与裸眼完井水平井应力一致，根据迭加原理，将井筒内压、地应力和压裂液渗流效应引起的应力迭加，便可得到水平井射孔完井时井筒壁处的应力场分布：2.水平井压裂裂缝起裂规律研究2.水平井压裂裂缝起裂规律研究2.水平井压裂裂缝起裂规律研究2.水平井压裂裂缝起裂规律研究2.水平井压裂裂缝起裂规律研究2.3裂缝起裂压力的影响因素分析b.平移断层c.逆断层（2）垂向应力对起裂压力的影响分析b.平移断层c.逆断层（3）射孔对起裂压力的影响分析汇报提纲3.1裂缝延伸数学模型3.1裂缝延伸数学模型裂缝延伸模型改进的拟三维模型改进的拟三维模型汇报提纲4.结论与认识(4)根据裂缝扩展准则，研究了水平井压裂裂缝延伸规律，构建了改进的拟三维裂缝扩展延伸模型，开发了相应的计算程序；(5)根据给定的储层参数和施工参数的条件下，比较拟三维模型和油田通用软件Fracpro-PT软件的计算结果，结果发现具有很好的一致性，因此该模型可以用来研究水平井压裂裂缝延伸规律。请专家多提宝贵意见