昭通浅层页岩气压裂复杂裂缝扩展数值模拟研究
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昭通浅层页岩气田主体埋深在1000~2200 m,地层压力系数低,效益开发难度较大,水力压裂是唯一增产措施,但目前国内尚无对中浅层页岩储层实施规模开发的经验可供借鉴,水力压裂工艺参数仍有优化空间。为明确目标昭通浅层页岩气田裂缝扩展主控影响因素,优化页岩气水平井压裂参数,针对该页岩气田储层天然裂缝发育、水平应力差小,主体改造工艺射孔簇较多等地质、工程特点,开展了昭通浅层页岩气压裂复杂裂缝扩展数值模拟研究。采用位移不连续法,考虑天然裂缝和水力裂缝的相互作用模式,基于压裂裂缝流动方程、裂缝宽度方程和物质平衡方程,推导了复杂裂缝扩展数学模型;针对昭通浅层页岩气实际地质特点,基于建立的数学模型优化了施工参数,明确了天然裂缝内聚力、射孔簇数是影响改造体积的主要因素。同时,通过暂堵数值模拟,明确得出:暂堵有利于提高裂缝开启效率,暂堵位置、暂堵时机及暂堵次数对暂堵效果有明显影响。通过现场试验对比模拟结果,发现采取优化后的压裂措施可使单井日产气量提高30.3%。该研究成果对昭通浅层页岩气后续压裂施工具有良好的借鉴意义。