川東南埋深大于3 500 m的龍馬溪組頁巖分布范圍廣,頁巖氣資源量豐富,對其進行高效的壓裂改造以獲取高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)頁巖氣具有重要的商業(yè)價值。通過設定不同埋深下溫度和圍壓實驗條件,對巖石進行三軸壓縮試驗測試,探討了巖石在不同埋深條件下的應力-應變特征、峰值應變和峰值強度、脆性以及破裂模式。實驗結(jié)果表明:埋深由2 044 m下降至4 388 m過程中,頁巖的峰值應變和峰值強度分別由0.54%和173.0 MPa升高至1.14%和107.8 MPa,相應的脆性指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢,同時巖石的破裂程度和破裂模式由復雜的劈裂型向單一的剪切型過渡。結(jié)合前人研究成果,認為脆性礦物含量介于60%～65%的頁巖層系的勘探開發(fā)埋深下限為4 400～4 500 m,接近于深層頁巖氣藏的埋深下限和巖石力學延性帶的上限,埋深小于此范圍內(nèi)的龍馬溪組為目前技術(shù)條件下有利壓裂目標。提出采用經(jīng)優(yōu)化配比的預處理酸液對巖石進行酸化處理;壓裂過程中利用液氮汽化壓裂技術(shù);充分鉆遇天然裂縫發(fā)育的密集區(qū)域;同時采用多尺度粒徑的支撐劑以便充填并支撐更多級別的裂縫等壓裂技術(shù)方面的建議。

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圖2四川盆地龍馬溪組分布范圍及埋深特征[9]

龍馬溪組于四川盆地廣泛分布,主要分布于川北、川東北、川東南以及川南一帶。在龍馬溪組一段沉積期間主要發(fā)育有自貢—宜賓—長寧—赤水和涪陵—石柱兩個沉積中心[16],川東南主要包括了涪陵—石柱沉積中心大部分以及兩個沉積中心邊緣交匯處,整體的埋深由南東向北西方向逐漸加大,主要原因為燕山構(gòu)....

圖3Y4組巖樣在不同埋深環(huán)境下應力-應變曲線

另外一方面,對于NX-1井(埋深為4388m)和DX-3井(埋深為4365m)的巖樣,對應的軸向峰值強度要遠遠高于JX-1井(埋深為2410m)和DX-1井(埋深為2044m)的巖樣所對應的峰值強度,整體呈現(xiàn)隨埋深的加大,峰值應力呈現(xiàn)上升的趨勢(圖3)。3.2頁....

圖4不同埋深條件下頁巖峰值應變及峰值強度

表1頁巖樣品基本信息及實驗條件Table1Informationandexperimentalconditionsofshalesamples井位樣品編號取心深度/m規(guī)格/mm密度/(g·cm-3)脆性礦物含量/%溫度/℃有效圍壓/MPaJX-....

圖5不同埋深條件下頁巖脆性變化趨勢

(1)埋深較淺的巖樣,實驗測試后破壞模式比較復雜,裂縫主要沿垂直方向貫穿巖樣,同時在主要的破裂周邊可觀察到大量伴生的微裂縫,裂縫面粗糙不平整;埋深較大的巖樣,實驗測試后破壞模式較為單一,破裂主要呈現(xiàn)一定的角度相交,垂直貫穿巖樣者少見,且某一破裂的延伸受阻于另一破裂而發(fā)生截斷,裂縫....

本文編號：4001776