页岩储层各向异性对裂缝起裂压力的影响

摘要

页岩储层水平方向上的层理性结构导致了页岩较强的非均质性和各向异性。基于岩石横向各向同性本构关系以及渗流与变形耦合数值方法，建立了页岩水平井裂缝起裂的三维有限元数值模型，对射孔方位角、弹性力学各向异性以及地应力各向异性对水力裂缝起裂压力的敏感性进行了研究。研究结果表明：随射孔方位角的增加，起裂压力增大，起裂压力应力分布云图呈部分“椭圆状”且倾向于最大水平主应力方向；弹性模量各向异性较大和泊松比各向异性较小时，岩石表现出在水平方向上较强的刚性特征，裂缝起裂的可能性较大；弹性模量各向异性较小和泊松比各向异性较大时，岩石表现出在垂向方向上较强的刚性特征，岩石不易起裂。研究结果可以为页岩气井裂缝起裂压力预测提供参考依据。