通过集成声辐射和CT成像来进行液压页岩刺激中的多尺度断裂动态的时空空间演变分析

科学领域:

• 石油工程是石油工程中的一个.
• 地质力学 地质力学
• 断裂力学 断裂力学 断裂力学

背景情况:

• 体积破裂是页岩油回收的关键,创造了复杂的断裂网络.
• 了解压力异构和各种参数下的骨折演变至关重要,但有限.
• 页岩异质,床层平面和自然断裂影响断裂的传播.

研究的目的:

• 在受控的地力学条件下,研究页岩中液压断裂的传播.
• 分析现场应力异质性和结构参数对断裂网络的影响.
• 优化断裂形态和结构参数,以提高页岩油回收.

主要方法:

• 集成CT扫描和声辐射 (AE) 监测.
• 在受控的地力学条件下测试了300毫米的页岩样本.
• 现场应力异质性,注射速率和裂变液粘度各不相同.

主要成果:

• 较低的最低水平应力导致早期的骨折开始.
• 高应力异构性 (Δσ ≥ 8 MPa) 在床层页岩中有利于垂直断裂.
• 增加注射速率 (35至50毫升/分钟) 增加了159%的骨折高度.
• 高粘度流体 (50 mPa·s) 与低粘度流体 (2 mPa·s) 相比,增加了52%的断裂高度.
• 混合流体系统 (5:5比) 增加了28%的刺激水库体积.

结论:

• 页岩断裂的传播受到应力异性质和床层平面的显著影响.
• 注射速率和液体粘度是控制断裂高度和复杂性的关键参数.
• 优化的混合流体系统可以通过平衡断裂延伸和网络激活来增强刺激的水库容量.