考虑流固耦合效应的页岩气储层人工裂缝参数优选

摘要

页岩气产能最大化是页岩储层完井参数设计的最终目标,而考虑多物理场耦合作用下页岩气流动是准确建立产能模型的基础.在孔隙弹性理论和离散裂缝基岩模型基础上,考虑页岩气多尺度流动特性和裂缝变形造成的导流能力损失,建立了页岩气水平井多级压裂产能数学模型.研究了裂缝压缩率和裂缝长期导流能力对页岩气生产的影响规律,并以产能最大化对页岩气储层人工裂缝参数进行了优选.结果表明:考虑基质变形和有效应力控制的裂缝导流能力将提高页岩气产量评估的准确性.只有当人工裂缝初始导流能力较低时,裂缝压缩和支撑剂嵌入才能对产量有较明显的降低作用.累计产量与主裂缝半长近似呈线性关系增长,存在最优裂缝级间距、簇间距和裂缝导流能力,得到了典型条件下各人工裂缝参数的设计参考值.研究结果可望为页岩气水平井多级压裂裂缝参数优选提供理论基础.