頁巖氣藏壓裂裂縫擴(kuò)展理論研究進(jìn)展

【摘 要】水平井鉆井與多段壓裂相配合是目前開發(fā)動用頁巖氣資源的主要技術(shù)手段。本文概述了頁巖氣儲層壓裂裂縫擴(kuò)展理論的研究進(jìn)展，以期為更好設(shè)計壓裂施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)頁巖氣強(qiáng)化開發(fā)提供參考。

【關(guān)鍵詞】頁巖氣；壓裂；裂縫擴(kuò)展；研究進(jìn)展

頁巖氣是指賦存于泥巖或頁巖中的天然氣。北美頁巖氣革命引發(fā)了全球頁巖氣開發(fā)熱潮[1]，而我國不論是頁巖氣總儲量還是技術(shù)可采儲量都要比美國豐富。水力壓裂是實(shí)現(xiàn)頁巖氣商業(yè)化開發(fā)的必由之路，因此，總結(jié)頁巖氣藏壓裂裂縫擴(kuò)展理論的研究進(jìn)展，對于優(yōu)化壓裂水力參數(shù)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)頁巖氣的強(qiáng)化開發(fā)具有重要意義。

1 裂縫擴(kuò)展理論研究的關(guān)鍵問題

頁巖氣藏人工壓裂以實(shí)現(xiàn)資源高效動用，提高最終采收率為目標(biāo)。目前，調(diào)控人工裂縫的擴(kuò)展形態(tài)及其波及面積，仍是提高頁巖氣藏的產(chǎn)氣效率和總產(chǎn)量的主要技術(shù)手段。同時，人工裂縫的擴(kuò)展理論是試井解釋、生產(chǎn)模擬和壓裂優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)，也是頁巖氣藏人工壓裂技術(shù)的關(guān)鍵科學(xué)問題之一[2]。

人工水力裂縫的展布形態(tài)主要由壓裂液流場能量分布及其流變性、原地應(yīng)力、儲層巖石力學(xué)性質(zhì)和天然裂縫發(fā)育等因素控制[3]，涉及流體力學(xué)、巖石力學(xué)和斷裂力學(xué)等多學(xué)科綜合，包括儲層巖石受力變形，窄縫內(nèi)壓裂液能量輸運(yùn)以及裂縫起裂擴(kuò)展等物理過程。

2 頁巖氣藏人工裂縫擴(kuò)展理論研究進(jìn)展

描述巖石受力變形過程的理論模型經(jīng)歷了半個世紀(jì)的發(fā)展。……