Inversion et application des paramètres de fracturation des roches houillères basées sur l’analyse multi-niveaux de la baisse de pression après arrêt

ZHAO ZHIHONG ,  

ZHAI LIXIAO ,  

GUO JIANCHUN ,  

ZHANG TAO ,  

ZENG JIE ,  

LIAO TIANBIN ,  

ZHANG HENG ,  

摘要

Face à la difficulté d’évaluer en temps réel l’efficacité de la fracturation des réservoirs de gaz de houille et au fait que les modèles d’inversion conventionnels ne prennent pas suffisamment en compte la fermeture des réseaux de fractures à multi-échelles, un modèle d'inversion de la baisse de pression après arrêt de pompage a été construit sur la base de l’identification du point d’inflexion de la courbe de baisse de pression pour différencier la fermeture progressive des fractures de cisaillage, des fractures naturelles et des fractures hydrauliques, en se concentrant sur la fermeture multi-niveaux des fractures, combiné au principe d’équilibre matière couplé à l’analyse de la pression transitoire, permettant de dériver les formules d'inversion de la surface de fracture, de la demi-longueur et de l’indice de complexité, et de construire un modèle d’inversion de baisse de pression adapté aux roches houillères. Vérifié sur un réservoir de charbon fragmenté à Fukang dans le Xinjiang, la demi-longueur des fractures inversée par le modèle est inférieure de 45,4 % à la valeur monitorée par micro-sismique, cet écart provenant du fait que le modèle identifie uniquement les « SRV humides » capables de diffusion continue, filtrant les fractures sans contribution au flux, rendant les résultats plus proches de la réalité pratique. Appliqué ensuite à du charbon de niveau élevé de couche moyenne peu profonde dans le bassin de Qinshui et à du charbon profond d’Ordos, les résultats montrent des différences significatives dans les effets de fracturation de trois types de houille : le charbon fragmenté superficiel a une surface de fracture principale représentant 9,18 %, des fractures secondaires 52,17 %, un réseau court et complexe, un indice de complexité de 10,03 ; le charbon de haut niveau moyen peu profond a une fracture principale de 14,29 %, des fractures secondaires de 77,5 %, un réseau dont la structure s’appuie sur la fracture principale et est étendue, un indice de complexité de 6,05 ; le charbon profond a une fracture principale de 22,08 %, des fractures secondaires de 77,92 %, sans système de cisaillement relié, un réseau long et simple, un indice de complexité de 3,67. L’analyse comparative montre que l’intégrité du corps du charbon et les conditions de contrainte géologique dominent conjointement le mode de développement du réseau de fractures, le charbon fragmenté inhibe l’extension des fractures principales à cause de la fragmentation et de la forte perte de fluide ; la houille à structure primaire et le charbon profond avec des pertes faibles permettent l’extension stable des fractures principales, mais le charbon profond est restreint par une contrainte verticale élevée, rendant difficile la formation de branches, limitant la complexité du réseau. Le modèle étudié dépasse les limites traditionnelles, peut identifier avec précision les caractéristiques de la fermeture multi-niveaux des fractures, différencier les différences de développement des fractures dues à la structure du charbon, améliorer le système d'inversion de la baisse de pression après arrêt pour l’évaluation de l’efficacité de la fracturation des réservoirs de gaz de houille, fournissant un support théorique pour l’optimisation des solutions de fracturation et l’évaluation des résultats.

关键词

houille de bas niveau;houille de haut niveau;roches houillères profondes;fracturation hydraulique;inversion des paramètres de fracturation;fermeture multi-niveaux des fractures

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