四川盆地不同埋深龙马溪页岩水力裂缝缝高延伸形态及差异分析

来源：石油科学通报杂志2022年第1期北京时间：

作者：谭鹏；金衍；陈刚

单位：中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249;中国石油集团工程技术研究院有限公司,北京 102206%中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249%中国石油集团工程技术研究院有限公司,北京 102206

摘要：四川盆地不同埋深龙马溪页岩储层地质特征及应力状态不同,水力裂缝缝高形态及其延伸规律差异显著.本文基于石柱县中深层与武隆县深层龙马溪页岩露头的真三轴试验结果,总结不同埋深页岩水力裂缝的缝高延伸形态及差异,明确主控因素;在此基础上,建立水力裂缝与层理面交叉作用的三维有限元模型,定量表征层理强度与地应力两大主控因素对缝高扩展的影响,揭示不同埋深页岩水力裂缝纵向穿层扩展规律.研究结果表明,根据水力裂缝与层理面作用方式不同,得到5种近井筒水力裂缝起裂及扩展模式:①垂直于层理起裂和扩展;②沿层理起裂和扩展;③垂直于层理起裂和扩展,并在局部沟通层理面;④沿层理起裂并扩展一定距离后,转向沿垂直层理面方向扩展;⑤多条裂缝同时起裂和扩展.随着埋深增加,页岩缝高形态逐渐由瘦高型过渡为矮胖型,石柱县中深层页岩缝网类型呈以横切缝为主缝的鱼骨刺状裂缝网络;武隆县深层页岩缝网类型呈以层理缝为主缝的多侧向台阶状裂缝网络.层理强度与垂向应力差异系数大小决定水力裂缝与层理的交叉方式,是不同埋深页岩储层缝高形态差异的主控因素.研究结果可为认识川南页岩气压裂缝高形态与指导压裂施工提供依据.

关键词：深层页岩,缝网压裂,裂缝形态,缝高,穿层