基于嵌入黏聚单元法的页岩储层压裂缝网扩展规律

页岩储层压裂后形成的裂缝网络是页岩气有效开发的基础和关键,体积压裂过程中,对天然裂缝的发育形态的认识与人工裂缝的控制是压裂改造的关键和难点问题.为此,以四川盆地南部地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩储层为研究对象,基于批量嵌入黏聚单元法(BCZM)以及牵引—分离损伤理论(Traction—Separation Law,TSL)对天然裂缝空间展布及性质进行表征,并建立了富集天然裂缝网群的页岩储层有限元模型,分析了人工裂缝与水平层理、天然裂缝交汇的裂缝网演化规律.研究结果表明:①压裂过程中,压裂液会优先沿水平层理与人工主裂缝方向流动,驱使主裂缝不断与天然裂缝进行沟通,最终形成类似星形包络线的压裂改造区域;②星形改造区域关于井眼呈现对称分布,随着压裂作业的进行,当有效改造半径达到一定值后,改造区域几何面积趋于稳定;③井口压裂液注入排量对压裂缝网形态影响较大,实际施工时应选择合适的注入排量,过小的压裂排量会使地层中液体压力难以打开天然裂缝,而过大的排量又会导致人工水力主裂缝直接穿越天然裂缝而被层理捕获,最终不能形成复杂有效的网状裂缝.结论认为,开展页岩储层压裂缝网演化模拟对认识、预测及控制页岩储层压裂缝网形态具有重要的理论指导意义,将有助力我国深层页岩气开发.