Исследование механических характеристик горных пород сланцевого коллектора 7-го разреза бассейна Ордос и способности провода трещин

LIU ZHICHAO ,  

LAI FENGPENG ,  

DOU LIANGBIN ,  

ZHANG LINLIN ,  

摘要

Сланцевая нефть, являясь нетрадиционным ресурсом нефти и газа, стала горячей темой в мировой энергетической добыче. Однако сланцевые залежи характеризуются низкой пористостью и проницаемостью, традиционные методы добычи неэффективны, требуется применение технологии гидравлического разрыва пласта. Механические характеристики сланцев значительно влияют на эффективность разрыва. С помощью механических испытаний пород и рентгеновской дифракции целого керна проведен сравнительный анализ механических параметров, таких как модуль упругости и коэффициент Пуассона, а также изменений геостатического напряжения трех типов сланцев в 7-м разрезе ордосского бассейна: слоистого, текстурного и межслоевого. Определены механические свойства и характеристики пластов разных типов, установлена связь между минеральным составом и механическими свойствами породы. Одновременно с помощью экспериментов по пропускной способности проппанта и по застреванию выявлены закономерности изменения проводимости трещин, что предоставляет рекомендации по выбору проппанта. Результаты показали, что: ① межслоевой сланец имеет высокий модуль упругости и низкий коэффициент Пуассона, что облегчает создание трещин; слоистый и текстурный сланцы имеют высокий градиент напряжений, что затрудняет расширение трещин. ② с увеличением содержания жестких минералов возрастает модуль упругости и снижается коэффициент Пуассона; с ростом содержания хрупких минералов возрастает индекс хрупкости. По сравнению с текстурным и слоистым сланцем, межслоевой сланец более твердый и хрупкий, при гидроразрыве легче образуются трещины и они хорошо сохраняются открытыми. ③ исходя из механических свойств межслоевого сланца, глубина застревания проппанта минимальна, а проводимость трещин максимальна, что способствует потоку жидкости. Согласно экспериментам по выбору проппанта, рекомендуется использовать кварцевый песок 10~20 меш при низком окружном давлении, плотность заполнения проппанта должна быть 14 кг/м².

关键词

механические параметры пород; эксперимент с трехосным сжатием; способность провода; эксперимент по застреванию; бассейн Ордос

阅读全文