石油学报

作者：赵少伟, 马英文, 刘飞航, 李海涛, 张建丰

单位：1. 中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300450;2. 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 四川成都 610500;3. 中国石油化工股份有限公司西南油气分公司采气二厂 四川南充 637400

关键词：疏松砂岩,压裂充填,线性强化弹塑性,破裂压力,破裂模式

基金：赵少伟,男,1984年11月生,2007年获中国石油大学(北京)学士学位,2010年获中国石油大学(北京)硕士学位,现为中海石油(中国)有限公司天津分公司高级工程师,主要从事海上油气田钻完井工程技术及管理工作。Email:zhaoshw@cnooc.com.cn

摘要： 渤海油区疏松砂岩储层埋深较浅，地层天然压实作用较弱，在压裂充填过程中表现出明显的非线性塑性特征，分析和研究疏松砂岩地层压裂过程的破裂模式对于破裂压力的预测和压裂充填施工设计具有重要的实际意义。基于线性强化弹塑性岩石本构力学模型，考虑压裂液渗滤效应，建立了疏松砂岩地层弹性和塑性双区井周应力模型，通过理论分析验证了应力模型的正确性。基于岩石的拉伸破坏和剪切破坏准则，获得了疏松砂岩压裂充填过程中井壁破裂压力预测模型和4种破裂模式，并利用现场数据验证了模型的可靠性。研究结果表明：井壁屈服后塑性区呈椭圆型，且长轴在最大主应力方向；塑性模量系数越大，塑性半径越小，破裂压力越小；屈服应力越大，塑性半径越小，破裂模式由塑性拉伸破坏、塑性剪切破坏向弹性拉伸破坏变化；随内摩擦角和内聚力逐渐增加，破裂压力增加到一定值后不再变化，破裂模式由塑性剪切向塑性拉伸变化。在渤海油区常规疏松砂岩物性范围内，破裂模式主要为塑性剪切破坏。

来源：2019年第S2期

《石油学报》期刊编辑部

查看石油学报杂志2019年第S2期