基于细观离散元方法的低渗透储层水力压裂数值模拟

来源：石油科学通报杂志2022年第4期北京时间：

作者：李然；易新斌；王天一；卢海兵；姜馨淳；姜伟；王海；孙磊；尚大磊；王征

单位：中国石油浙江油田分公司,杭州 310023%中国石油勘探开发研究院,北京 100083%中国石油集团渤海钻探工程有限公司,廊坊 065007%中国石油集团长城钻探工程有限公司压裂公司,盘锦 124000

摘要：针对连续介质理论研究水力压裂需预设裂缝界面单元的不足,引入离散元—颗粒流方法模拟低渗透储层的水力压裂行为.采用圆形颗粒模拟低渗透储层,通过Navier-Stokes方程描述压裂液的流体运动,建立了考虑流固耦合作用的低渗透储层水力压裂颗粒流数值模型.分析了颗粒间平行连接断裂的失效判据,讨论了基于N-S方程的低渗透储层水力压裂PFC-CFD流固耦合求解方法,揭示了不同参数对水力压裂裂缝起裂及延伸行为的影响.结果表明:起裂压力与最小水平主应力、颗粒法向接触刚度、颗粒法向及切向连接强度近似呈正比例关系,而裂缝最大长度及宽度与上述参数呈反比例关系;起裂压力、裂缝长度、宽度与最大水平主应力、切向接触刚度基本不相关.

关键词：水力压裂,细观模拟,颗粒流,平行连接模型,参数分析