摘 要

摘　要：對(duì)低滲透頁(yè)巖儲(chǔ)層進(jìn)行體積壓裂改造以形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)是獲得頁(yè)巖氣經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能的關(guān)鍵，壓裂改造體積和縫網(wǎng)導(dǎo)流能力是評(píng)價(jià)體積壓裂施工效果的關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)對(duì)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)、

摘　要：對(duì)低滲透頁(yè)巖儲(chǔ)層進(jìn)行體積壓裂改造以形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)是獲得頁(yè)巖氣經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能的關(guān)鍵，壓裂改造體積和縫網(wǎng)導(dǎo)流能力是評(píng)價(jià)體積壓裂施工效果的關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)對(duì)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)、壓后產(chǎn)能預(yù)測(cè)及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)也具有重要意義。為此，在分析頁(yè)巖氣體積壓裂特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)兩種主要頁(yè)巖氣體積壓裂縫網(wǎng)模型的假設(shè)、數(shù)學(xué)方程及參數(shù)優(yōu)化方法進(jìn)行了比較分析，并結(jié)合美國(guó)Marcellus頁(yè)巖區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層壓裂方案進(jìn)行了優(yōu)選。結(jié)果表明：離散化縫網(wǎng)模型及線網(wǎng)模型均能有效表征復(fù)雜縫網(wǎng)幾何特征，模擬縫網(wǎng)的擴(kuò)展規(guī)律和縫網(wǎng)中壓裂液流動(dòng)及支撐劑運(yùn)移，獲得縫網(wǎng)幾何形態(tài)參數(shù)，可優(yōu)選壓裂施工方案；天然裂縫發(fā)育的頁(yè)巖層是體積壓裂改造的重點(diǎn)，水平地應(yīng)力差越小則越易形成復(fù)雜縫網(wǎng)，施工排量越大，壓裂液泵入總量越大，則儲(chǔ)層改造體積范圍越大，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力越高，頁(yè)巖氣產(chǎn)能就越高。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣  體積壓裂  離散化縫網(wǎng)模型  線網(wǎng)模型  排量  壓裂改造體積  縫網(wǎng)導(dǎo)流能力

Analysis and application of fracture network models of volume fracturing in shale gas reservoirs

Abstract：Volume fracturing in low permeability shale gas reservoirs which aims to induce a complicated fracture network is a key measure to acquire commercial productivity of shale gas．Stimulated reservoir volume and fracture network conductivity are important criteria of evaluating volume fracturing treatment effect and essential for fracturing optimization，production prediction after fracturing，and economic evaluation．Based on the analysis of volume fracturing characteristics of shale gas，a comparative analysis was made of the two dominant shale gas volume fracturing network models in terms of modeling assumptions，mathematical equations，and parameter optimization methods．In addition，we also selected an optimal shale reservoir fracturing plan in combin5tion with field parameters of the Marcellus Shale Block in the USA．It shows that both discrete fracture network model and wiremesh model can not only describe geometrical characteristics of a complicated fracture network，but simulate the extending rule of a fracture network and fracturing fluid flow patterns and proppant transport methodologies in a fracture network，thereby to acquire geometrical parameters of a fracture network and optimize a fracturing scheme．In terms of a shale gas reservoir with a natural。fracture system，it is a key factor of volume fracturing and easy to induce a complicated fracture network with a small horizontal crustal stress difference．Besides，the larger the pumping rate and fracturing fluid volume，the greater the stimulated reservoir volume，fracture network conductivity as well as shale gas productivity．

Key words：shale gas，volume fracturing，discrete fracture network model，wiremesh model，pumping rate，stimulated reservoir volume，fracture network conductivity

隨著北美地區(qū)頁(yè)巖氣勘探的巨大成功，頁(yè)巖氣資源的勘探開發(fā)在全球范圍內(nèi)持續(xù)升溫^[1-2]。美國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)表明，水平井技術(shù)和水力壓裂技術(shù)是獲得頁(yè)巖氣工業(yè)氣流的關(guān)鍵技術(shù)^[3]。以體積壓裂^[4]技術(shù)為代表的增產(chǎn)技術(shù)將是未來(lái)開采頁(yè)巖一類特低滲透非常規(guī)油氣藏的核心技術(shù)，由于形成了復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，增大了裂縫壁面與頁(yè)巖基質(zhì)的接觸面積，進(jìn)而提高儲(chǔ)層整體滲透率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頁(yè)巖層整體上的三維壓裂改造。

在頁(yè)巖層進(jìn)行體積壓裂時(shí)，由于頁(yè)巖特殊物理性質(zhì)及其內(nèi)部天然裂縫的影響，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水力裂縫與天然裂縫相互連通的復(fù)雜縫網(wǎng)系統(tǒng)^[5-7]。而傳統(tǒng)水力壓裂模型(二維、擬三維、全三維模型)都是基于雙翼對(duì)稱裂縫理論，假設(shè)裂縫為單一形態(tài)裂縫，不適用于天然裂縫及層理發(fā)育、各向異性突出的頁(yè)巖氣體積壓裂縫網(wǎng)系統(tǒng)的分析，因此需要建立專門的縫網(wǎng)壓裂模型來(lái)模擬頁(yè)巖層縫網(wǎng)幾何形態(tài)及其擴(kuò)展規(guī)律^[8]。

筆者給出了離散化縫網(wǎng)模型和線網(wǎng)模型兩種頁(yè)巖氣體積壓裂縫網(wǎng)模型的原理、縫網(wǎng)幾何形態(tài)表征方法以及相應(yīng)數(shù)學(xué)方程，分析了兩種模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并利用兩種模型進(jìn)行了敏感性因素分析，深化了對(duì)頁(yè)巖氣縫網(wǎng)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的理解。

1　體積壓裂縫網(wǎng)模型

1．1　離散化縫網(wǎng)模型

離散化縫網(wǎng)模型(DFN)最早由Meyer^[9-10]等人提出。該模型基于自相似原理及Warren和Root的雙重介質(zhì)模型，利用網(wǎng)格系統(tǒng)模擬解釋裂縫在3個(gè)主平面上的擬三維離散化擴(kuò)展和支撐劑在縫網(wǎng)中的運(yùn)移及鋪砂方式，通過(guò)連續(xù)性原理及網(wǎng)格計(jì)算方法獲得壓裂后縫網(wǎng)幾何形態(tài)。

DFN模型基本假設(shè)如下：①壓裂改造體積為2a×2b×h的橢球體，由直角坐標(biāo)系XYZ表征，X軸平行于最大水平主應(yīng)力(sH)方向，Y軸平行于最小水平主應(yīng)力(sh)方向，Z軸平行于垂向應(yīng)力(sv)方向；②包含一條主裂縫及多條次生裂縫，主裂縫垂直于sh方向，在X-Z平面內(nèi)擴(kuò)展，次生裂縫分別垂直于X、Y、Z軸，縫間距分別為dx、dy、dz；③考慮縫間十?dāng)_及壓裂液濾失；④地層及流體不可壓縮?；谝陨霞僭O(shè)，作出DFN模型幾何模型的示意圖(圖1)。

 

DFN模型主要數(shù)學(xué)方程如下所示。

1)連續(xù)性方程

在考慮濾失的情況下，壓裂液泵入體積與濾失體積之差等于縫網(wǎng)中所含裂縫的總體積。即

 

式中q為壓裂液流量，m³／min；V1為濾失量，m³；Vsp為初濾失量，m³；Vf為總裂縫體積，m³。

2)流體流動(dòng)方程

假設(shè)壓裂液在裂縫中的流動(dòng)為層流，遵循冪率流體流動(dòng)規(guī)律，其流動(dòng)方程為：

 

式中P為縫內(nèi)流體壓力，MPa；n¢為流態(tài)指數(shù)，無(wú)因次；k¢為稠度系數(shù)，Pa·sⁿ；a、b分布為橢圓長(zhǎng)軸半長(zhǎng)及短軸半長(zhǎng)，m；F( n¢)為積分函數(shù)，無(wú)因次。

3)縫寬方程

主裂縫縫寬方程為：

 

假設(shè)所有垂直于z軸的次生縫縫寬相同，與主裂縫縫寬之比為lz，則次生裂縫縫寬方程為：

wz=lzwx　　　　　　　　　　　　　　　　(4)

式中wx，為主裂縫縫寬，mm；Gw為功能函數(shù)；E為彈性模量，MPa；u為泊松比，無(wú)因次；sh。為最小水平主應(yīng)力，MPa；Dsxx，為縫間干擾應(yīng)力，MPa；z代表x、y、z；wz為垂直于z軸的次生縫縫寬，mm；lz為垂直于z軸的次生縫縫寬與主裂縫縫寬之比，無(wú)因次。

應(yīng)用離散化縫網(wǎng)模型進(jìn)行壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要首先設(shè)定次生裂縫縫寬、縫高、縫長(zhǎng)等參數(shù)與主裂縫相應(yīng)參數(shù)的關(guān)系，假設(shè)次生裂縫幾何分布參數(shù)；然后按設(shè)計(jì)支撐劑的沉降速度以及鋪砂方式，將地層物性，施工條件等參數(shù)代入以上數(shù)學(xué)模型，通過(guò)數(shù)值分析方法求得主裂縫的幾何形態(tài)和次生裂縫幾何形態(tài)；最后得到壓裂改造后的復(fù)雜縫網(wǎng)幾何形態(tài)。

DFN模型是目前模擬頁(yè)巖氣體積壓裂復(fù)雜縫網(wǎng)的成熟模型之一，特別是考慮了縫間干擾和壓裂液濾失間題后，更能夠準(zhǔn)確描述縫網(wǎng)幾何形態(tài)及其內(nèi)部壓裂液流動(dòng)規(guī)律，對(duì)縫網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。其不足之處在于需要人為設(shè)定次生裂縫與主裂縫的關(guān)系，主觀性強(qiáng)，約束條件差，且本質(zhì)上仍是擬三維模型。

1．2　線網(wǎng)模型

線網(wǎng)模型又稱HFN模型，首先由Xu等人^[11-14]提出，該模型基于流體滲流方程及連續(xù)性方程，同時(shí)考慮了流體與裂縫及裂縫之間的相互作用。

HFN模型基本假設(shè)如下：①壓裂改造體積為沿井軸對(duì)稱2a×2b×h的橢柱體，由直角坐標(biāo)系XYZ表征，X軸平行于sH方向，Y軸平行于sh方向，Z軸平行于sv方向；②將縫網(wǎng)等效成兩簇分別垂直于X軸、Y軸的縫寬、縫高均恒定的裂縫，縫間距分別為dx、dy；③考慮流體與裂縫以及裂縫之間的相瓦作用；④不考慮壓裂液濾失?；谝陨霞僭O(shè)，做出HFN模型的幾何模型示意圖(圖2)。

 

HFN數(shù)學(xué)模型如下所示。

1)連續(xù)性方程

在不考慮壓裂液濾失的情況下，泵入壓裂液的體積與所形成裂縫的總體積相等。即

 

式中q為壓裂液流量，m³／min；ti為施工時(shí)間，min；h為裂縫縫高，m；Nx、Ny，分別為垂直于X軸、Y軸的裂縫的條數(shù)，無(wú)因次；Lxi、Lyi分別為垂直于于X軸的第i條裂縫和平行于Y軸的第j條裂縫的長(zhǎng)度，m；wx、wy，分別為垂直于X軸裂縫和垂直于Y軸裂縫的縫寬，mm。

2)流體滲流方程

由于縫網(wǎng)內(nèi)裂縫寬度很小，因此可以假設(shè)流體在裂縫中的流動(dòng)遵循流體滲流方程，則橢圓滲流方程為：

 

式中B為第二類橢圓積分，無(wú)因次；g為橢圓縱橫比，g=b／a；Kfx、Kfy，分別為垂直于X軸、Y軸方向的裂縫滲透率，mD；m為壓裂液黏度，mPa·s；j為裂縫孔隙度，無(wú)因次。

3)縫寬方程

假設(shè)相互平行的裂縫縫寬相同，則垂直于z方向的裂縫縫寬方程為：

 

式中z代表x、y；wz是垂直于z方向的裂縫縫寬，mm；E為彈性模量，MPa，u為泊松比，無(wú)因次；p為縫內(nèi)流體壓力，MPa；sc代表垂直于z方向的水平主應(yīng)力sh或sH，MPa；Dszz為縫間干擾應(yīng)力，MPa。

將方程(8)代入方程(5)(6)(7)，并聯(lián)立方程(5)(6)(7)可以獲得線網(wǎng)模型的方程組：

 

其中　　　　　　　　　　　Ds ＝ sH - sh

方程組(9)含有l2個(gè)變量，在已知其中9個(gè)變量的前提下，即可通過(guò)求解該方程組求得另外3個(gè)變量。因此在利用HFN模型進(jìn)行縫網(wǎng)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可先通過(guò)微地震監(jiān)測(cè)獲得縫網(wǎng)幾何形態(tài)參數(shù)(h、a、b)，通過(guò)巖石力學(xué)常規(guī)三軸實(shí)驗(yàn)獲得巖石物性參數(shù)(E、u)，根據(jù)壓裂施工方案獲得施工參數(shù)(p、q、t、m)，然后利用半解析法求解方程組(11)，獲得縫網(wǎng)分布參數(shù)(dx—dy)及差應(yīng)力(Ds)。反之，若已知縫網(wǎng)分布及差應(yīng)力，則通過(guò)計(jì)算HFN模型，可以獲得縫網(wǎng)幾何形態(tài)參數(shù)(h、a、b)。

HFN模型考慮了壓裂過(guò)程中改造體積的實(shí)時(shí)擴(kuò)展以及施工參數(shù)的影響，能夠?qū)σ淹瓿蓧毫堰M(jìn)行縫網(wǎng)分析，同時(shí)可以基于該分析對(duì)之后的壓裂改造方案進(jìn)行二次優(yōu)化設(shè)計(jì)。其不足之處在于模擬縫網(wǎng)幾何形態(tài)較為簡(jiǎn)單，需借助于地球物理技術(shù)的幫助獲取部分參數(shù)，同時(shí)由于不能模擬水平裂縫的起裂及擴(kuò)展問(wèn)題，及忽略了濾失問(wèn)題，所以使用時(shí)具有較大的局限性。

2　縫網(wǎng)模型應(yīng)用

Marcellus頁(yè)巖區(qū)塊是美國(guó)成功進(jìn)行商業(yè)化開采的頁(yè)巖區(qū)塊之一，Henry等人給出了該區(qū)塊壓裂的基礎(chǔ)參數(shù)^[15]。因?yàn)閹r石物性、施工參數(shù)及縫網(wǎng)分布參數(shù)均能對(duì)縫網(wǎng)幾何形態(tài)參數(shù)(h、a、b)、壓裂改造體積以及縫網(wǎng)導(dǎo)流能力產(chǎn)生影響，因此這里以Marcellus頁(yè)巖區(qū)塊壓裂水平井A為例，分別利用DFN模型和HFN模型重點(diǎn)分析縱橫比、施工排量以及壓裂液泵入總量的影響規(guī)律，進(jìn)一步優(yōu)化壓裂施工參數(shù)。

A井垂深2380m，水平井段長(zhǎng)l828m，目標(biāo)頁(yè)巖層在2370～2397m，層厚27m，基質(zhì)滲透率為0.002mD，各層巖石物性參數(shù)如表1所示；本井共進(jìn)表1巖石物性參數(shù)表行了七級(jí)清水壓裂，每一級(jí)有5簇射孔段，每一簇含8個(gè)射孔孔眼；選擇100目石英砂作為支撐劑，假設(shè)支撐劑在所有裂縫中均勻分布，沉降速率為1.27mm／min。兩個(gè)模型均假設(shè)縫網(wǎng)由兩簇分別垂直于最大、最小水平主應(yīng)力的垂直縫組成，不含水平縫。

 

2．1　縱橫比影響規(guī)律

縱橫比b／a定義了縫網(wǎng)在Y方向和X方向延伸的最大長(zhǎng)度之比，可通過(guò)微地震直接得到。假設(shè)壓裂施工參數(shù)恒定，排量為l6m³／min，總泵入液量為1600m³，縫間距dx=dy=l5m；改變縱橫比，其變化范圍為0.1至1，分別利用DFN模型和HFN模型計(jì)算縫網(wǎng)的幾何形態(tài)參數(shù)(h、a、b)，得到壓裂改造體積(VSRV)，然后再確定此縫網(wǎng)的導(dǎo)流能力，最終獲得縱橫比對(duì)縫網(wǎng)幾何形態(tài)參數(shù)、壓裂改造體積及縫網(wǎng)導(dǎo)流能力的影響規(guī)律。

DFN模型和HFN模型計(jì)算所得縫網(wǎng)最大縫高分別為27.9m和27.2m，不隨縱橫比的變化而變化。在相同壓裂施工條件下，隨著縱橫比的增大，a逐漸降低，b逐漸增大，壓裂改造體積逐漸增大；對(duì)于DFN模型，a由500m降低至l76m，b由50m增大至l76m，壓裂改造體積由l47×10⁴m³增大至179×l0⁴m³；對(duì)于HFN模型，a由435m降低至158m，b由43.5m增大至158m，壓裂改造體積由214×10⁴m³增大至264×10⁴m³。在相同縱橫比下，利用DFN模型計(jì)算的縫網(wǎng)幾何參數(shù)比HFN計(jì)算值大(圖3-a)；而利用DFN模型計(jì)算的壓裂改造體積比HFN模型計(jì)算值小(圖3-b)。

 

縫網(wǎng)導(dǎo)流能力為縫網(wǎng)平均縫寬與縫網(wǎng)平均滲透率之積，反映了流體在縫網(wǎng)中的流動(dòng)能力。由圖4可知：隨著縱橫比的增大，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力降低；對(duì)于DFN模型，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力從18lmD·m降低至117mD·m；對(duì)于HFN模型，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力從l67mD·m降低至126mD·m。當(dāng)縱橫比小于0.6時(shí)，DFN模型計(jì)算得到的縫網(wǎng)導(dǎo)流能力偏大；當(dāng)縱橫比大于0.6時(shí)，HFN模型計(jì)算值偏大。

 

縱橫比主要受水平地應(yīng)力差的控制，水平地應(yīng)力差越小，縱橫比越大，壓裂改造體積越大而縫網(wǎng)導(dǎo)流能力越小。因此在優(yōu)選壓裂層位時(shí)，應(yīng)該綜合考慮目標(biāo)壓裂改造體積與目標(biāo)縫網(wǎng)導(dǎo)流能力，優(yōu)選具有合適水平地應(yīng)力差的地層。

2．2　排量影響規(guī)律

壓裂過(guò)程中，排量為可控施工參數(shù)。假設(shè)壓裂液總泵入量為1600m³，dx＝dy＝l5m，g＝0.2；改變壓裂液排量，其變化范圍為2m³／min到20m³／min，分別利用DFN模型和HFN模型計(jì)算縫網(wǎng)的幾何形態(tài)參數(shù)，得到壓裂改造體積，然后再確定此縫網(wǎng)的導(dǎo)流能力，最終得到排量對(duì)縫網(wǎng)幾何形態(tài)參數(shù)、壓裂改造體積及縫網(wǎng)導(dǎo)流能力的影響規(guī)律。

DFN模型和HFN模型計(jì)算所得縫網(wǎng)最大縫高分別為27.9m和27.2m，不隨排量的變化而變化。在其他條件相同的情況下，隨著排量的增大，a和b逐漸增大，壓裂改造體積逐漸增大；對(duì)于DFN模型，“由243m增加至380m，b由49m增大至76m，壓裂改造體積由68×10⁴m³增大至169×10⁴m³；對(duì)于HFN模型，以由218m增加至325m，b由44m增大至65m，壓裂改造體積由82×10⁴m³增大至181×10⁴m³。在相同排量下，利用DFN模型預(yù)測(cè)的縫網(wǎng)幾何參數(shù)比HFN模型預(yù)測(cè)值大(圖5-a)；而利用DFN模型計(jì)算的壓裂改造體積比HFN模型計(jì)算值小(圖5-b)。

 

由圖6可知，隨著排量的增大，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力增大；對(duì)于DFN模型，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力從ll4mD·m增大至l63mD·m；對(duì)于HFN模型，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力從106mD·m增大至169mD·m。當(dāng)流量低于l4m³／min時(shí)，DFN模型計(jì)算的縫網(wǎng)導(dǎo)流能力偏大；當(dāng)流量高于l4m³／min時(shí)，HFN模型計(jì)算值偏大。

 

因此，在施工條件允許范圍內(nèi)，增大排量，有利于形成具有高導(dǎo)流能力和大壓裂改造體積的復(fù)雜縫網(wǎng)。

2．3　壓裂液泵入總量影響規(guī)律

假設(shè)壓裂施工排量為16m³／min，dx＝dy＝l5m，g＝0.2；改變壓裂液泵入總量，變化范圍為200～2000m³，分別利用DFN模型和HFN模型計(jì)算縫網(wǎng)的幾何形態(tài)參數(shù)，得到壓裂改造體積，然后再確定此縫網(wǎng)的導(dǎo)流能力，最終獲得壓裂液泵入總量對(duì)縫網(wǎng)幾何形態(tài)參數(shù)、壓裂改造體積及縫網(wǎng)導(dǎo)流能力的影響規(guī)律。

DFN模型和HFN模型計(jì)算所得縫網(wǎng)最大縫高分別為27.9m和27.2m，不隨壓裂液泵入總量的變化而變化。在其他條件相同的情況下，隨著壓裂液泵入總量的增大，a和b逐漸增大，壓裂改造體積逐漸增大；對(duì)于DFN模型，a由l71m增加至395m，b由34m增大至79m，壓裂改造體積由34×10⁴m³增大至183×10⁴m³；對(duì)于HFN模型，以由153m增加至340m，b由31m增大至68m，壓裂改造體積由40×10⁴m³增大至l97×l0⁴m³；在泵入相同體積壓裂液的情況下，利用DFN模型計(jì)算的縫網(wǎng)幾何參數(shù)比HFN模型計(jì)算值大(圖7-a)；而利用DFN模型計(jì)算的壓裂改造體積比HFN模型計(jì)算值小(圖7-b)。

 

由圖8可知，隨著壓裂液泵入總量的增大，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力增大；對(duì)于DFN模型，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力從l45mD·m增大至l58mD·m，且當(dāng)壓裂液泵入總量超過(guò)l200m³后，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力基本保持不變；對(duì)于HFN模型，縫網(wǎng)導(dǎo)流能力從l34mD·m增大至l63mD·m。當(dāng)壓裂液泵入總量低于l400m³時(shí)，DFN模型計(jì)算得到的縫網(wǎng)導(dǎo)流能力偏大；當(dāng)壓裂液泵入總量高于1400m³時(shí)，HFN模型計(jì)算值偏大。

 

因此，在施工條件允許范圍內(nèi)，適當(dāng)增大壓裂液泵入總量有利于形成具有高導(dǎo)流能力和大壓裂改造體積的復(fù)雜縫網(wǎng)。

3　結(jié)論

1)離散化縫網(wǎng)模型及線網(wǎng)模型均能有效表征復(fù)雜縫網(wǎng)幾何特征，模擬縫網(wǎng)中壓裂液的流動(dòng)及支撐劑的運(yùn)移，獲得縫網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)律及幾何形態(tài)參數(shù)，優(yōu)選壓裂施工方案。

2)離散化縫網(wǎng)模型基于縫內(nèi)流體流動(dòng)理論，考慮濾失及支撐劑運(yùn)移，人為設(shè)定次生裂縫分布及與主裂縫幾何參數(shù)關(guān)系，可以對(duì)水平井及直井進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，但人為假設(shè)次生縫主觀性較強(qiáng)；線網(wǎng)模型基于流體滲流理淪，能夠模擬裂縫的實(shí)時(shí)擴(kuò)展，但需要微地震進(jìn)行約束，另外由于忽略了濾失問(wèn)題，且僅能對(duì)垂直裂縫進(jìn)行有效模擬，所以有一定局限性。

3)離散化縫網(wǎng)模型假設(shè)壓裂改造體積為橢球體，線網(wǎng)模型假設(shè)壓裂改造體積為橢柱體。對(duì)于縫網(wǎng)幾何參數(shù)(h、a、b)，離散化縫網(wǎng)模型計(jì)算值比線網(wǎng)模型計(jì)算值大；而對(duì)于壓裂改造體積，離散化縫網(wǎng)模型汁算值比線網(wǎng)模型計(jì)算值小。

4)地應(yīng)力差越小，縱橫比越大，縫網(wǎng)壓裂改造體積越大，導(dǎo)流能力越低。因此在壓裂層位優(yōu)選時(shí)，需綜合考慮目標(biāo)壓裂改造體積和目標(biāo)縫網(wǎng)導(dǎo)流能力，選擇具有合適水平地應(yīng)力差的頁(yè)巖層。

5)在施工條件允許范圍內(nèi)，增大壓裂施工排量和壓裂液泵入總量，有和于形成具有大壓裂改造體積及高導(dǎo)流能力的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

 

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本文作者：程遠(yuǎn)方  李友志  時(shí)賢  吳百烈  王欣  鄧文彪

作者單位：中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院

  中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院