深层页岩射孔条件下原位应力场对水力裂缝起裂和复杂性的影响

来源：石油科学通报杂志2025年第1期北京时间：

作者：刘英君；鲜成钢；梁兴；张介辉；李后俊；刘云翼

单位：中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室,北京 102249%中国石油浙江油田公司,杭州 311100

摘要：鉴于非常规各向异性储层水力压裂射孔簇非均匀起裂的科学难题,本文考虑弱面各向异性,射孔孔眼与井筒的应力集中效应的叠加,建立了任意定向井眼与射孔孔眼的应力模型与水力裂缝起裂形态预测的解析模型,研究了垂直缝、水平缝的起裂条件.对罗布区块产量差异最大的两口井进行力学分析,研究结果表明:射孔孔眼周围的应力分布对裂缝起裂压力有显著影响,从而影响了井筒附近裂缝的几何形状.在沿最小水平主应力方向布井且主要处于走滑偏正断层应力状态的Y1 井中,未产生气液的主要力学原因是井眼与射孔通道两次应力集中导致近井原位应力场的水平主应力反转,应力状态变为逆断层,近井主要为水平缝,气液运移通道受阻.处于走滑偏正断层应力状态的Y2 井中,两次应力集后应力状态变为走滑偏逆断层,垂直缝起裂范围占比75%以上,近井裂缝通道连通性较好,有助于储层气液的运移.本研究可为水力压裂的射孔优化设计提供参考,为现场实际应用提供了最小的起裂压力与最佳井筒—油藏连接通道的射孔方向.

关键词：页岩气,应力集中,水平主应力反转,水平缝,射孔优化