In den tiefen Tonschiefer-Lagerstätten im südlichen Sichuan-Becken (nachfolgend Südsichuan genannt) entwickeln sich Risse, die direkt die technische Ausführung von horizontalen Schiefergasbohrungen und deren effektive Produktion beeinflussen. Basierend auf Schieferkernproben der Wufeng- und Longmaxi-Formation im Südsichuan wurden Gesteinsphysik-Experimente und numerische Simulationen durchgeführt, um die akustischen Ansprechcharakteristika von Rissen unterschiedlicher Skalen, Orientierungen und Füllmaterialien zu erhalten, die Einflussfaktoren auf die Dämpfungsfähigkeit akustischer Wellen durch Risse zu analysieren und eine Methode zur Erkennung und Bewertung der Effektivität von Rissen in horizontalen Schiefergasbohrungen zu entwickeln. Die Ergebnisse zeigen, dass die Amplitudendämpfung von P-Wellen, S-Wellen und Stoneley-Wellen gemeinsam von Rissneigung und Rissbreite beeinflusst wird, wobei die Dämpfungsfähigkeit mit zunehmender Rissbreite exponentiell zunimmt und mit steigendem Rissneigungswinkel abnimmt. Stoneley-Wellen sind empfindlich gegenüber mit Fluiden gefüllten Rissen und können effektive Risse mit Gas und Wasser erkennen und bewerten; P-Wellen und dipolare S-Wellen sind empfindlich gegenüber mit Calcit gefüllten Rissen und können inaktive Risse mit Calcitfüllung erkennen und bewerten. Die auf Reflexionswellenbildgebung basierenden Risserkennungsergebnisse stimmen mit bildgebenden Bohrlochmessungen und der Identifikation von Rissarten durch Kernanalyse überein, was die Zuverlässigkeit der Bewertung der Effektivität bestätigt. Die Anwendung der Forschungsergebnisse auf Messdaten von horizontalen Schiefergasbohrungen ermöglichte eine präzise Bewertung von Rissrisikopositionen und garantierte die Optimierung des Frac-Segmentierungsdesigns nach dem Prinzip "ein Abschnitt, eine Strategie".

Riss; tiefer Tonschiefer; Array-Akustikwellen; Amplitudendämpfung; Bewertung der Effektivität