1. Introduktion
Efter den effektiva och storskaliga utvecklingen av skiffergas i grunt mitten i Kina har utvecklingen av djup-super djup skiffergas blivit ett viktigt område för att säkerställa energisäkerhet. Även om den tredimensionella brunnfabriken och den långa horisontella brunnens flerstegs- och multikluster-fraktureringsteknik kan förbättra produktionsökningseffekten, i utvecklingen av djup skiffergas, på grund av faktorer som hög stressskillnad, blir naturliga sprickor, små felutveckling och orimlig sprickande design och konstruktionsparametrar, inter-brunnsfrakturproblemet blir mer och mer främjande. En av de viktiga egenskaperna hos den djupa skiffergasbehållaren i södra Sichuan är utvecklingen av små fel. De har stor skala, ingen sammanhängande kraft på väggytan och har hög konduktivitet och höga filtreringsförlustegenskaper, vilket lätt orsakar sprickfrakturerna under dragkedja för att kommunicera med de sprickade sprickorna av angränsande brunnar. För närvarande fokuserar de flesta inhemska och utländska forskare på forskningen på påverkan av naturliga frakturer på förlängningen av hydrauliska frakturer, medan det finns få studier på förlängningen av hydrauliska frakturer under påverkan av flera brunnar och små fel. Därför är det av stor betydelse att djupt förstå den dragkedja sprickor som kanaliserar lagen om djupa skiffergasbrunnar under påverkan av små fel.
2.zippad fraktureringsteoretisk modell baserad på metod för begränsad diskreta element
● Grundläggande idéer om metod för begränsad diskreta element Den djupa skiffergasbehållaren betraktas som en hel sammansatt av bergmatris, naturliga frakturer eller fel. Metoden för begränsade element och fog element används. Genom att definiera de mekaniska egenskapsparametrarna för gemensamma element beskrivs frakturer eller fel. Under sprickning, om vätsketrycket överskrider frakturgränsen för det fogelementet, kommer det fogelementet att bryta och bilda ett brott. Denna metod använder den effektiva NBS-kontaktparets domaralgoritm och den potentiella baserade kontaktkraftsberäkningsalgoritmen för att realisera enhet och standardisering av behandlingen av olika typer av vinkelkontakter. Det förbrukar mindre minne och är bekvämt för parallell drift av program. Det är lämpligt för att lösa storskaliga tekniska problem som flerspråkig dragkedja.
● Frakturförökningsmodell Wellbore Flow Model Enligt Kirchhoffs lag består det nedre håltrycket av friktionsmotståndet längs brunnsborrningen, perforeringsfriktionsmotståndet och frakturmunntrycket. Inflödesflödet för varje kluster av frakturer följer lagen om massbevarande. Fraktur intern flödesmodell När öppnings- eller glidmängden för det gemensamma elementet överskrider gränsvärdet bryter det gemensamma elementet och bildar ett fraktur. Vätskeflödet i sprickan följer den kubiska lagen. Flödet mellan noder är relaterat till tryckskillnaden. Samtidigt beaktas fluidutbytet mellan det sprickade ledelementet och bergmatrisen. Gemensamt elementfrakturmodell Tre frakturlägen för ledelement (dragfel, skjuvfel och blandat skjuvblandat fel) definieras. Skadefaktorn D används för att kvantitativt karakterisera skadekreationen för gemensamma element. Fluid-Solid-kopplingsmodell Den vätskefasta kopplingsprocessen involverar förhållandet mellan förändring av spricköppning och bildningsspänning och förändring av vätskeflödetillstånd i sprickan. Genom att betrakta vätskekraften på frakturväggytan och påverkan av bergmassadeformation på vätskeflöde, är förhållandet mellan vätske- och bergmatrisdeformation, bildningsspänningens ekvilibri -ekvation, kontaktkraftsberäkningens ekvation och den triangulära elementspänningsekvationen etablerad.
3. Modellverifiering
● Verifiering av gruvfältinstanser som tar den femte delen av brunn 4 i plattform X av djup skiffergas i södra Sichuan som ett exempel för att upprätta en frakturförökningsverifieringsmodell. Det finns en liten felzon i detta sprickavsnitt. Simuleringsresultaten överensstämmer i princip med fältmikro-seismiska data, vilket bevisar modellens noggrannhet.
● Noggrannhetsverifiering Känslighetsanalysen för simuleringstidssteg och nätstorlek utförs respektive. Resultaten visar att tidssteg och rutnätstorlek har en viss inverkan på simuleringsprocessen, men den iterativa metoden som används är tillförlitlig och robust.
4. Numerisk simuleringsresultatanalys
● Påverkan av närmande vinkel på litet fel Påverkan av små fel med olika närmande vinklar på den dragkedjade fraktureringslagen simuleras. Resultaten visar att efter sprickfrakturen korsar det lilla felet fångas det av det lilla felet och det finns inget korsningsfenomen. Jämfört med naturliga frakturer har små fel en mer uppenbar blockerande effekt på förlängningen av sprickfrakturer i riktning mot den maximala horisontella huvudspänningen. Med ökningen av den närmande vinkeln på små fel minskar tryckökningen av svaret och tryckresponstiden ökar.
● Påverkan av avstånd från wellbore till litet fel påverkan av avståndet mellan det lilla felets mittposition och den horisontella wellbore på den dragkedja fraktureringstryckskanaleringslagen studeras. Ju närmare det lilla felet är för brunnsborrningen, desto lättare är det för brunnen att kommunicera med det lilla felet, vilket resulterar i bildandet av nya frakturer i båda ändarna av det lilla felet. Ju större avståndet från den förfraktade brunnen, desto större är tryckökningen och desto tidigare tryckresponstiden för svarsbrunnen.
● Påverkan av bandat litet fel genom att förutsäga flera storskaliga gemensamma element för att konstruera bandade små fel studeras påverkan av bandade små fel på sprickutbredningen och kanalisering av beteende hos dragkedja. Under sprickprocessen är interskiktsfrakturer enkla att bildas i flera små fel, som bygger en flödeskanal för inter-well fraktureringskanalisering. Med ökningen av antalet små felskikt och bandbredd minskar tryckökningen av svaret väl och tryckresponstiden ökar.
● Påverkan av feljustering avstånd mellan två väl perforeringshål påverkan av feljusteringsavståndet mellan perforeringshålen för angränsande brunnar på sprickfrakturförökningen och kanalisering av lagen för två brunnar studeras. Med varvens gemensamma verkan av små fel bildar sprickfrakturerna mellan två brunnar kanalisering, men svaret efter kanalisering är annorlunda. Med ökningen av feljusteringsavståndet för perforeringshål ökar tryckökningen av svaret väl gradvis och tryckresponstiden förkortas gradvis.
5.
Små fel är viktiga geologiska strukturella egenskaper hos djupa skiffergasbehållare och har en betydande inverkan på sprickutbredningsbanan mellan flerbrunnar under dragkedja. Jämfört med naturliga frakturer har små fel starkare förmåga att fånga och blockera hydrauliska frakturer. Faktorer som den närmande vinkeln för små fel, avståndet från brunnbågen, antalet lager och bandbredd och feljusteringsavståndet för perforeringshål mellan två brunnar kommer att påverka svarets tryckökning och tryckresponsid. I den faktiska dragkedjan med dragkedja bör specialiteten hos små fel övervägas. Baserat på en djup förståelse av inflytningslagen för olika karakteristiska små fel i sprickavsnitt, bör sprickningsdesign genomföras mer riktad.