Inversión y aplicación de parámetros de fracturación de rocas carbonosas basadas en el análisis multinivel de la caída de presión tras parada

ZHAO ZHIHONG ,  

ZHAI LIXIAO ,  

GUO JIANCHUN ,  

ZHANG TAO ,  

ZENG JIE ,  

LIAO TIANBIN ,  

ZHANG HENG ,  

摘要

Debido a la dificultad para evaluar en tiempo real la efectividad de la fracturación de reservorios de gas de carbón y a que los modelos convencionales de inversión no consideran suficientemente el cierre de redes de fracturas a múltiples escalas, se construyó un modelo de inversión basado en el análisis del punto de inflexión en la curva de caída de presión tras la detención del bombeo para identificar el proceso de cierre jerárquico de fracturas de desgarre, fracturas naturales y fracturas hidráulicas, con un enfoque en el cierre multinivel de fracturas, combinando el principio de balance de materia acoplado con el análisis transitorio de presión, derivando fórmulas de inversión para el área superficial, semilargo y coeficiente de complejidad de las fracturas, y construyendo un modelo de inversión de caída de presión tras parada aplicable a rocas carbonosas. Se validó con un reservorio de carbón fragmentado en Fukang, Xinjiang, donde el semilargo de fracturas invertido por el modelo fue un 45.4% inferior al valor observado mediante monitoreo microsísmico, esta desviación se debe a que el modelo sólo reconoce el “SRV húmedo” con capacidad de flujo continuo, filtrando fracturas sin contribución al flujo, logrando que los resultados se ajusten mejor a la práctica de ingeniería. Posteriormente se aplicó al carbón de alto rango en capas medias poco profundas de la cuenca de Qinshui y al carbón profundo de Ordos. Los resultados muestran diferencias significativas en los efectos de fracturación de tres tipos de carbón: el carbón fragmentado superficial tiene un área de fractura principal del 9.18%, fracturas secundarias del 52.17%, una red corta y compleja, con un índice de complejidad de 10.03; el carbón de alto rango de nivel medio poco profundo tiene una fractura principal del 14.29%, secundarias del 77.5%, una red con la fractura principal como esqueleto que se extiende bastante, índice de complejidad de 6.05; el carbón profundo tiene fractura principal del 22.08%, secundarias del 77.92%, sin un sistema de fracturas conectado, una red larga y simple, índice de complejidad de 3.67. El análisis comparativo indica que la integridad del cuerpo carbón y las condiciones de estrés geológico dominan conjuntamente el modo de desarrollo de la red de fracturas, el carbón fragmentado inhibe la extensión de fracturas principales debido a la fragmentación y fuerte pérdida de fluido; el carbón de estructura primaria y el carbón profundo presentan una menor pérdida de fluido, las fracturas principales pueden expandirse de forma estable, pero el carbón profundo está restringido por el alto estrés vertical, dificultando la formación de ramificaciones y limitando la complejidad de la red. El modelo de investigación supera las limitaciones tradicionales, puede identificar con precisión características de cierre multinivel de fracturas, distinguir diferencias en el desarrollo de fracturas causadas por la estructura del carbón, mejorar el sistema de inversión de caída de presión tras parada para evaluar la efectividad de la fracturación de reservorios de gas de carbón, proporcionando soporte teórico para la optimización de esquemas de fracturación y evaluación de resultados.

关键词

carbón de bajo rango;carbón de alto rango;rocas carbonosas profundas;fracturamiento hidráulico;inversión de parámetros de fracturación;cierre multinivel de fracturas

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