頁岩油貯留層は異質性が強く、ターゲット周囲の地圧、岩石力学的性質、異質性が顕著であるため、頁岩油水平井の異なる射孔クラスタ点における破裂圧力に大きな差異が存在する。圧裂区間内の各クラスタ裂縫には不均衡な亀裂開始および伸展現象があり、貯留層改造体積と改造効率に深刻な影響を与える。これらの問題に対処するため、本研究ではまず圧裂区間内の各射孔クラスタ破裂圧力差を最小化することを目的に射孔クラスタ位置を最適化し、次に複数クラスタ裂縫間の応力干渉効果を考慮して貯留層圧裂期間の不均一応力場を計算した。さらに頁岩油多クラスタ水力裂縫伸展モデルを構築し、最後に頁岩油多クラスタ裂縫均衡伸展調整方法を提案した。頁岩油水平井NC1井を例に、各射孔クラスタ破裂圧力差最小化を目標に非均一な射孔クラスタ配置の最適化を行い、最適化前後の裂縫伸展状況をシミュレーションし比較分析し、最適化後の裂縫調整効果を評価した。研究の結果、最適化後に全区間の平均破裂圧力差は7.04 MPaから1.03 MPaに低減し、全区間の平均裂縫長変動係数は0.22から0.09に低下し、各区間の裂縫長変動係数も小さくなり、各区間の全クラスタ裂縫がすべて起裂した。高周波圧力波ケプストラム反演により、NC1井の各区間各クラスタ裂縫の流入液量標準偏差は10未満であり、各クラスタ裂縫への流入液量分布は比較的均一であった。これは水力裂縦の起裂および伸展調整効果が顕著であることを示している。本研究は頁岩油水平井射孔クラスタ圧裂の有効性向上および各クラスタ裂縫均衡伸展調整の理論的手法を提供し、現場頁岩油水平井多クラスタ射孔設計に指導的意義を有する。

頁岩油;破裂圧力;非均一射孔クラスタ配置;裂縫長変動係数;均衡伸展