页岩二氧化碳压裂裂缝扩展机制及工艺研究

Research on Fracture Propagation Mechanism and Technology of Carbon Dioxide Fracturing in Shale Gas      

左罗 韩华明 蒋廷学 王海涛

ZUO Luo HAN Huaming JIANG Tingxue WANG Haitao

针对目前不同状态二氧化碳压裂裂缝扩展机制及二氧化碳压裂最优模式研究欠缺的问题，设计并开展了不同状态二氧化碳压裂物理模拟实验，同时进行了相关数值模拟，研究了不同状态二氧化碳对裂缝起裂及扩展的影响，对比分析了不同工艺下的压裂效果，并对二氧化碳压裂相关工艺的参数进行了优化。研究结果表明，二氧化碳作为压裂介质可降低破裂压力，提高裂缝复杂度；破裂压力由小到大排序为：超临界二氧化碳 ＜液态二氧化碳 ＜二氧化碳泡沫滑溜水 ＜滑溜水；二氧化碳复合压裂方式有利于增产、稳产，前置液 ＋后半程伴注液态二氧化碳／二氧化碳泡沫复合压裂工艺有助于提高改造效果；二氧化碳复合压裂工艺中起泡基液黏度应控制在3~6 mPa·s，泡沫质量应大于 75％，施工后半程泵入泡沫段塞更有利于提高改造体积。