超低渗透页岩多井多裂缝同步压裂机理研究

页岩气是我国未来探索新型天然气资源开发的重点之一。同步压裂是超低渗透页岩开发的前沿技术，由于非连续非均匀页岩地层多井动态多裂缝的复杂性，国际学术界普遍认为页岩同步压裂理论亟待建立。通过大尺寸真三轴岩石力学实验，开展多井多裂缝同步压裂物理模拟，将多点声发射定位与裂缝低熔点材料三维成模方法相结合，建立网状裂缝的三维形态描述方法，掌握同步裂缝的产生机理。与常规油气藏压裂改造以缝宽、缝长不同，在超低渗透的页岩中，建立压裂储层体积连通率和裂缝连通密度的评价标准，提出相应的数学模型。针对超低渗透率页岩的特点，建立非连续储层的本构方程和裂缝弯曲延伸惯量理论，构造同步压裂的基本数学力学理论。进而建立同步压裂的设计方法。多井多裂缝同步压裂理论的建立将为页岩气开发设计提供科学依据，对于国内外页岩气的高效开发具有重要科学意义,同时也为地层多裂缝同步延伸问题的基础研究提供实验方法和理论借鉴。

页岩储层同步压裂是一个新兴的页岩储层改造手段，其压裂机理有别于常规的水力压裂机理。本项目从页岩储层岩石力学参数入手，推导出水力压裂相似理论，得出了室内模拟储层水力压裂的实验参数，组织实施同步压裂实验和次序压裂实验。针对页岩储层裂缝发育和层理发育的特点，开展了人工裂缝与天然裂缝的相互作用机理研究、多裂缝间应力干扰机理研究，提出了水力裂缝在页岩储层中的网络扩展模型。