纹层页岩CO₂复合压裂裂缝特征及穿层扩展规律

摘要

为探究纹层型页岩CO₂复合压裂裂缝特征及穿层扩展规律，采用全直径济阳拗陷页岩岩芯开展CO₂复合压裂实验，并利用Cohesive单元模型模拟了前置CO₂注入速率对裂缝穿层扩展的影响。研究结果表明：1)前置CO₂易于激活层理及天然裂缝，为后续水力压裂形成复杂交叉裂缝提供了条件，且前置CO₂注入速率提高1倍，裂缝体积提高了24.0%;2)CO₂的低黏度、高渗透性易诱导裂缝沿弱面（层理、天然裂缝）、矿物晶界和孔隙方向扩展，导致CO₂压裂裂缝比水力裂缝粗糙度高约50.0%;3)CO₂压裂裂缝穿层能力随注入速率增加而增加，低注入速率下层理主导裂缝扩展，高注入速率下地应力主导裂缝扩展。研究成果为济阳拗陷页岩油储层CO₂复合压裂裂缝扩展规律提供了机理和理论上的认识，与现场常规压裂相比，CO₂复合压裂储层改造体积提高了12.2%，产能提高了33.0%，产油递减率降低了6.8%。

关键词

CO₂复合压裂 / 纹层页岩 / 裂缝空间形态 / 粗糙度 / 注入速率