Análisis de la morfología de fracturas en la fracturación con CO2 supercrítico del gas de esquisto considerando múltiples mecanismos de pérdida

TANG HUIYING ,  

BU CHUNLIANG ,  

TENG HUAN ,  

ZHAO YULONG ,  

WU JIANFA ,  

ZHANG LIEHUI ,  

摘要

La fracturación con CO2 supercrítico presenta ventajas como la promoción de la formación de fracturas complejas, la reducción del consumo de recursos hídricos y las emisiones de gases de efecto invernadero. La viscosidad del CO2 supercrítico suele ser de 1 a 2 órdenes de magnitud menor que la del fluido de fracturación滑溜, y su pérdida de fluido es mucho mayor. La pérdida de fluido afecta significativamente la efectividad de la estimulación mediante fracturación con CO2 supercrítico. Sin embargo, la modelación actual de la fracturación con CO2 supercrítico usa coeficientes de pérdida dados o modelos simplificados para describir la pérdida del fluido, y el entendimiento de las reglas de evolución de la forma de las fracturas bajo un fuerte efecto de pérdida de CO2 sigue siendo insuficientemente sistemático. Este artículo, basado en un modelo numérico de los componentes CO2-CH4, establece un modelo de pérdida de fluido para la fracturación con CO2 supercrítico que considera múltiples mecanismos físicos, y lo acopla mediante un coeficiente de pérdida a un modelo de extensión de fracturas basado en el método de elementos frontera que toma en cuenta los cambios de las propiedades del CO2, mejorando la precisión de la simulación. Basándose en este modelo, se analiza sistemáticamente el impacto de la permeabilidad de la matriz en la morfología de las fracturas durante la extensión única de fracturas, diferentes volúmenes de construcción y condiciones de fracturas naturales para la fracturación con CO2 supercrítico y la fracturación con fluido滑溜, determinando los valores de permeabilidad de matriz cuando las longitudes de las fracturas son similares. Los resultados muestran que la longitud de fractura con CO2 supercrítico es más sensible a los cambios en la permeabilidad de la matriz en comparación con la fracturación con fluido滑溜, y que la fracturación con CO2 supercrítico es más adecuada para la remodelación de reservorios de baja permeabilidad. Con los parámetros de simulación establecidos, cuando la permeabilidad de la matriz excede (0.49~3.00)×10-6 μm2, la longitud de fractura con fluido滑溜 supera a la de CO2 supercrítico, y la fracturación con CO2 pierde la ventaja en longitud de fractura. Este límite de permeabilidad de la matriz no está significativamente influenciado por el volumen acumulado de inyección, pero la reducción del volumen de construcción y la presencia de fracturas naturales pueden disminuir este límite. Este artículo logra una caracterización precisa del proceso de pérdida de CO2 supercrítico, proporcionando apoyo teórico y metodológico para la selección de formaciones objetivo y el diseño de parámetros de fracturación con CO2 supercrítico.

关键词

yacimientos de gas de esquisto;fracturación con CO2 supercrítico;modelo de pérdida;simulación de fracturación;método de elementos frontera;permeabilidad de la matriz;fracturas naturales;volumen de construcción

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