径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展数值模拟

特种油气藏

径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展数值模拟

刘晓强¹，曲占庆¹，郭天魁¹，田启忠²，吕玮²

（1.中国石油大学（华东），山东青岛 266580；2.中国石化胜利油田分公司，山东东营 257000）

出版日期:2018-10-25 发布日期:2019-01-14
作者简介:刘晓强（1989—），男，2014年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，现为该校油气田开发工程专业在读博士研究生，研究方向为采油工程技术。
基金资助:
国家自然科学基金青年基金“径向钻孔引导水力压裂裂缝定向扩展机理研究”（51404288）；中央高校基本科研业务费专项资金“热储层水力压裂低温诱导热应力致裂机理研究”（17CX02077）；中国石油大学（华东）研究生创新工程资助项目“基于二次开发cohesive有限元模拟复杂裂缝扩展机理研究”（YCXJ2018010）

Online:2018-10-25 Published:2019-01-14

摘要/Abstract

摘要： 径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展是一项新兴的油气增产技术，已在低渗透油田中进行了先导性应用。为明确不同因素对径向井引导裂缝扩展的影响，利用ABAQUS扩展有限元法建立了径向井辅助水力压裂模型，采用导向因子作为评价指标对各影响因素进行分析，并通过物理模拟实验进行了验证。结果表明：径向井对裂缝的扩展起到一定的引导作用，裂缝首先沿径向井方向起裂并扩展，然后逐渐向最大主应力方向偏转；径向井方位角、水平地应力差和压裂液排量是影响径向井引导裂缝扩展的3个主要因素；径向井方位角小于45°，水平地应力差小于6MPa时，径向井具有明显的引导裂缝扩展效果；径向井对裂缝扩展的有效引导需要满足一定的排量，排量太小会导致裂缝过早向最大主应力方向偏转；杨氏模量和压裂液黏度主要影响裂缝长度和宽度，泊松比的变化对引导裂缝扩展影响不大；物理模拟实验和数值模拟结果得到的径向井引导裂缝扩展形态趋于一致，证明了数值模型的准确性。该研究为径向井辅助水力压裂技术的发展提供了技术支撑。

关键词: 径向井, 水力压裂, 裂缝扩展, 流-固耦合, ABAQUS扩展有限元法

刘晓强，曲占庆，郭天魁，田启忠，吕玮. 径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展数值模拟[J]. 特种油气藏.

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