Schieferöl-Lagerstätten sind stark heterogen, mit signifikanten Spannungen um das Zielobjekt, mechanischen Gesteinseigenschaften und deutlicher Heterogenität, was zu erheblichen Unterschieden im Bruchdruck an verschiedenen Perforationsclustern in horizontalen Schieferölbohrungen führt. Innerhalb der hydraulisch gebrochenen Abschnitte existiert ein ungleichmäßiges Initiations- und Ausbreitungsphänomen der Risse in den einzelnen Clustern, was das Volumen der Lagerstättenumgestaltung und die Effizienz stark beeinträchtigt. Zur Lösung dieses Problems wurde zunächst die Position der Perforationscluster in jedem hydraulisch gebrochenen Abschnitt optimiert, um die Differenz der Bruchdrücke zu minimieren. Anschließend wurde die Spannungsinterferenzwirkung mehrerer Risscluster berücksichtigt, um das ungleichmäßige Spannungsfeld während der Lagerstättenfrakturierung zu berechnen. Daraufhin wurde ein Modell zur Ausbreitung von multiplen hydraulischen Frakturen im Schieferöl konzipiert, und schließlich eine Methode zur Steuerung der gleichmäßigen Ausbreitung von multiplen Frakturclustern entwickelt. Am Beispiel des horizontalen Schieferölbrunnens NC1 wurde die ungleichmäßige Verteilung der Perforationscluster zur Minimierung der Differenz der Bruchdrücke optimiert, und die Ausbreitung der Frakturen vor und nach der Optimierung simulativ verglichen sowie die Wirkung der Fraktursteuerung nach der Optimierung bewertet. Die Studie zeigt, dass nach der Optimierung die durchschnittliche Differenz des Bruchdrucks im gesamten Bohrlochabschnitt von 7,04 MPa auf 1,03 MPa sank, der Variationskoeffizient der durchschnittlichen Risslänge aller Abschnitte von 0,22 auf 0,09 gesunken ist, die Variationskoeffizienten der Risslänge in jedem Abschnitt kleiner wurden und alle Risse aller Clusterpunkte in jedem Abschnitt initiiert wurden. Die cepstrale Inversion der hochfrequenten Druckwellen ergab, dass die Standardabweichung des Flüssigkeitsinjektionsvolumens in die einzelnen Frakturen aller Cluster im NC1-Brunnenabschnitt unter 10 liegt, die Volumenverteilung relativ gleichmäßig ist und somit die Steuerung der Initiierung und Ausbreitung hydraulischer Frakturen signifikant ist. Die Studie bietet eine theoretische Methode zur Verbesserung der Effizienz der Perforationsclusterstimulation horizontaler Schieferölbohrungen und zur Steuerung der gleichmäßigen Frakturverteilung, was eine Anleitung für das Design von Multi-Cluster-Perforationen in Schieferölbohrungen vor Ort darstellt.

Schieferöl; Bruchdruck; ungleichmäßige Perforationsclusterverteilung; Variationskoeffizient der Risslänge; gleichmäßige Ausbreitung