Inversão e aplicação de parâmetros de fraturamento em rochas carbonosas baseadas na análise multinível da queda de pressão pós-pare

ZHAO ZHIHONG ,  

ZHAI LIXIAO ,  

GUO JIANCHUN ,  

ZHANG TAO ,  

ZENG JIE ,  

LIAO TIANBIN ,  

ZHANG HENG ,  

摘要

Devido à dificuldade na avaliação em tempo real do efeito do fraturamento em reservatórios de gás de carvão e ao fato de que os modelos convencionais de inversão não consideram suficientemente o fechamento de redes de fissuras em múltiplas escalas, foi construído um modelo de inversão da queda de pressão pós-pare com base na identificação do ponto de inflexão na curva de queda de pressão para distinguir o processo hierárquico de fechamento de fraturas de cisalhamento, fraturas naturais e fraturas hidráulicas, com foco no fechamento multinível de fraturas, combinando o princípio de balanço de massa acoplado à análise de pressão transiente, derivando fórmulas de inversão para a área da superfície da fratura, semi-comprimento e índice de complexidade, e construindo um modelo de inversão da queda de pressão pós-pare aplicável a rochas carbonosas. Validação realizada em reservatórios de carvão granular de Fukang, Xinjiang, mostrou que o semi-comprimento das fraturas invertido pelo modelo foi 45,4 % inferior ao valor monitorado por micro-sísmica, essa discrepância deve-se ao fato de o modelo reconhecer apenas o "SRV úmido" com capacidade de fluxo contínuo, filtrando fraturas sem contribuição para o fluxo, resultando em uma maior conformidade com a prática de engenharia. Posteriormente aplicado ao carvão de alto grau em camadas médias e rasas da bacia de Qinshui e ao carvão profundo de Ordos, os resultados indicam diferenças significativas na eficácia do fraturamento em três tipos de carvão: o carvão granular superficial tem uma proporção de área de superfície da fratura principal de 9,18 %, fraturas secundárias de 52,17 %, rede de fissuras curta e complexa, índice de complexidade 10,03; carvão de alto grau médio e raso com proporção de fratura principal de 14,29 %, fraturas secundárias de 77,5 %, rede com fratura principal como esqueleto e extensão relativamente longa, índice de complexidade 6,05; carvão profundo com proporção de fratura principal de 22,08 %, fraturas secundárias de 77,92 %, sistema de cisalhamento desconectado, rede de fissuras longa e simples, índice de complexidade 3,67. A análise comparativa mostra que a integridade do corpo de carvão e as condições de estresse geológico dominam conjuntamente o modo de desenvolvimento da rede de fraturas, o carvão granular devido à fragmentação e grandes perdas inibe a extensão das fraturas principais; o carvão de estrutura primária e o carvão profundo apresentam perdas menores, as fraturas principais podem se expandir de forma estável, mas o carvão profundo é restrito pelo alto estresse vertical, dificultando a formação de fraturas ramificadas e limitando a complexidade da rede. O modelo de pesquisa supera as limitações tradicionais, pode identificar com precisão as características de fechamento multinível das fraturas, distinguir diferenças no desenvolvimento das fraturas causadas pela estrutura do carvão, aprimorar o sistema de inversão da queda de pressão pós-pare para avaliar a eficácia do fraturamento de reservatórios de gás de carvão e fornecer suporte teórico para otimização do esquema de fraturamento e avaliação de resultados.

关键词

carvão de baixo grau;carvão de alto grau;rochas carbonosas profundas;fraturamento hidráulico;inversão de parâmetros de fraturamento;fechamento multinível de fraturas

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