太阳集团网tyc9728(百度)有限公司

（一）成果基本情况

1.主要完成单位：

太阳集团网tyc9728（北京）

2.主要完成人：

李世远，盛茂.

（二）成果主要内容

1.成果概况

本技术围绕准噶尔盆地新疆油田石炭系火山岩储层，系统开展了岩石力学特性评价、真三轴水力压裂物理模拟及裂缝扩展机理数值模拟研究。针对四种典型岩性，揭示了岩心组构对岩石力学性质的影响机制，建立了火山岩岩石力学及断裂力学黏聚力本构方程。通过物理模拟与数值模拟，明确了不同施工参数、地应力差及天然裂缝产状下的裂缝扩展规律，形成了“地质-力学-施工”耦合的裂缝综合评价与参数优化方法，实现了水力裂缝真三维扩展形态表征及裂缝复杂程度的定量评价。

2.主要科技创新

（1）创新建立了火山岩组构-力学特性理论模型。综合岩心薄片观测、扫描电镜、微米CT及XRD等手段，完成了岩石组构分析;对比研究了各岩性基质力学特性与断裂力学特性，揭示了天然裂缝密度、颗粒尺寸等组构因素对岩石力学性质的影响机制，形成了火山岩组构影响岩石力学特性的理论模型即矿物颗粒-岩石基质及胶结物-天然裂缝及其填充物三元耦合的力学特性分析计算模型。可通过微观结构精准预测宏观力学性能。

（2）研发了真三轴物理模拟与矿场尺度数值模拟相结合的裂缝扩展表征技术。通过真三轴物理模拟，揭示了压裂液排量、粘度、水平应力差对不同岩性裂缝形态的控制作用，明确高应力差下以单一垂向裂缝为主、低应力差下易形成复杂缝网，以及低粘度压裂液更易沟通天然裂缝等规律。建立了火山岩基质-天然裂缝-地应力耦合下的真三维裂缝扩展数值模型，实现了水力裂缝扩展形态(缝高、缝长、改造体积SRV)及断裂模式(I型拉张、I型剪切、I-I混合型)的定量表征。

（3）建立了综合压裂缝长、缝高、改造体积（SRV）及断裂类型模式比例的综合性评价指数（即裂缝复杂程度评价指数）方法，可针对不同地质条件（水平应力差、天然裂缝倾角）分岩性建立实际施工参数优化图版，不同岩性、不同地质条件下的施工优选参数不同，开发新井进行压裂设计时，该方法可充分结合测井数据，得到储层岩性及地质条件如天然裂缝倾角范围等条件，针对使用参数工艺图版给出的施工参数建议范围指导压裂方案设计及施工。

图1.主要创新成果示意图

3.应用领域与成效

2025年，在新疆油田提交了目标区块压裂工艺参数优化图版1套，参与了3井次的压裂方案优化设计，加砂合格率100%，单井产量较同层邻井提升12.11%。同时结合现场施工曲线得到各地质/施工条件下压裂裂缝中I型张拉裂缝总随条件梯度升高而升高，II型剪切裂缝随之降低，提出了压裂施工中避免形成过多剪切裂缝影响加砂等支撑剂铺置效果的具体实践建议，为解决石炭系火山岩新开发井压裂施工中加砂困难的难题提供了新思路。

图2.创新技术应用成效

（三）成果合作与联系

合作方式：技术服务和咨询

联系人： 李世远 15330011512 邮箱：lishiyuan1983@cup.edu.cn