纹层对页岩力学性质的影响及其对水力压裂的启示

摘要

英雄岭页岩油纵向层系厚，具有高频旋回沉积特征，主要发育纹层状和层状页岩，岩性复杂，非均质性强，甜点识别难度大。以英雄岭干柴沟组纹层状页岩和层状页岩为研究对象，通过岩石力学试验，结合现场水力压裂微震及施工曲线分析，得到纹层对页岩力学性质及裂缝扩展的影响，并提出压裂对策建议。结果表明：相较于层状页岩，纹层状页岩天然微裂隙更发育；纹层状页岩抗压强度更低，破裂后产生的裂隙体积应变要小于层状页岩，主要是纹层状页岩形成的裂缝开度小，与现场压裂施工曲线上没有明显的破裂压力降结果一致；纹层状页岩压裂裂缝易沿纹层结构扩展，形成数量更多更为复杂的裂缝网络；纹层状页岩裂缝数量多，复杂度高，裂缝比表面积大，见油速度快，是更优的工程甜点；对于纹层状页岩建议采用“冻胶+滑溜水”复合压裂工艺，先以高黏冻胶撑开纹层的小开度裂缝，携砂支撑，增加裂缝有效性，再以滑溜水促进复杂裂缝网络扩展。

关键词

页岩油储层 / 英雄岭 / 岩石力学 / 纹层 / 水力压裂

基金资助

国家自然科学基金面上项目(42374132)