Simulação da interseção entre fraturas hidráulicas e fraturas naturais considerando o efeito da camada isolante

ZHOU Xin ,  

LIU Xiangjun ,  

DING Yi ,  

LIANG Lixi ,  

LIU Yexuan ,  

摘要

Atualmente, a fraturação hidráulica é a tecnologia chave para a extração de petróleo e gás de xisto. Durante o processo de expansão das fraturas, encontram-se fraturas naturais, e as características de expansão das fraturas após encontrarem fraturas naturais têm um impacto significativo na formação da rede de fraturas, afetando assim o efeito final da fraturação. Portanto, é necessário estudar a interação entre fraturas hidráulicas e fraturas naturais. Baseado no software ABAQUS, considerando a forma de expansão das fraturas e a falha por tração, simulou-se o processo de interseção bidimensional entre fraturas hidráulicas e fraturas naturais sob o efeito de camada isolante, considerando ainda a influência de diferentes diferenças de tensão, ângulos de interseção, diferença de tensão entre os reservatórios e diferença no módulo de elasticidade dos reservatórios no comportamento das fraturas hidráulicas. Os resultados da simulação indicam que, sob o efeito da camada isolante, o grau de ruptura e abertura das fraturas é melhor, e com o aumento da diferença de tensão, a abertura das fraturas naturais piora até que a fratura hidráulica atravesse a fratura natural. Quando o ângulo de interseção é pequeno, o efeito da camada isolante não influencia o caminho de expansão das fraturas; as fraturas naturais apenas se abrem na parte superior, com melhor grau de abertura, e à medida que o ângulo de interseção aumenta, a abertura das fraturas naturais melhora; quando o ângulo de interseção é de 90°, a fratura hidráulica atravessa diretamente a fratura natural. À medida que a diferença de tensão entre as camadas aumenta, a pressão dos poros no ponto de interseção aumenta, melhorando a abertura das fraturas naturais, e quando a diferença de tensão intercamada ultrapassa certo valor, a fratura hidráulica atravessa a fratura natural. Quanto maior a diferença do módulo de elasticidade entre as camadas, maior é a resistência da formação à perturbação, a pressão dos poros no ponto de interseção aumenta, e o comportamento de expansão das fraturas é determinado pela interação de ambos. Quando a diferença do módulo de elasticidade intercamada é pequena ou grande, a abertura das fraturas naturais é melhor.

关键词

fraturação hidráulica; efeito da camada isolante; fraturas hidráulicas; fraturas naturais; simulação numérica

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