薄砂岩层间页岩油层多水力裂缝同步垂直扩展机理

为了研究薄砂岩层间页岩油层中多条水力裂缝的同步垂直扩展机理，利用人工薄砂岩样品进行了一系列精确的三轴水力压裂实验，分析了地层倾角和垂直应力差对单个水力裂缝穿透行为的影响。此外，利用三维网格算法建立了现场尺度下SIS地层多裂缝同步扩展数值模型，研究了关键压裂施工参数对多条水力裂缝穿透行为的控制作用。增大地层倾角显著抑制了水力裂缝在纵向上穿透隔夹层的能力，而增大垂直地应力差可以提高这种穿透能力。当待压裂段长度一定时，过多或过少的裂缝都不利于水力裂缝的纵向延伸。当待压裂段包括5个射孔簇时，外侧的多条水力裂缝能够较好地穿透砂岩夹层，进入相邻的页岩层。适当提高压裂液的注入速度和黏度可以增强外层水力裂缝的穿透延伸能力；然而，大量的注入增强了中间裂隙之间的沟通，削弱了外部裂隙的贯通和扩展能力。压裂液注入量等于12 m3/min时可产生较好的穿层水力压裂效果。在先高后低载荷的循环载荷下采用压裂液递减注入速率间歇泵注的方式进行压裂时，多条裂缝在纵向上穿透隔层的能力可以进一步提高。所得结果可为SIS地层多裂缝同步纵向扩展机制提供更深入的认识，从而为优化穿层压裂参数提供更准确的指导。