[发明专利]一种多裂缝三维空间诱导应力测试方法

说明书

本发明公开了一种多裂缝三维空间诱导应力测试方法，属于油气产业应力测试技术领域，包括取心步骤、安装步骤、测试步骤和数据分析步骤，是一种在真三轴应力条件下，对岩心试件通过模拟现场泵注参数、水平应力差等因素对人工裂缝扩展延伸过程中产生的裂缝诱导应力进行测试，从而校正压裂裂缝诱导应力理论计算模型，为基于邻井压力变化的压裂裂缝参数预测技术提供支撑的多裂缝三维空间诱导应力测试方法。

技术领域

本发明属于油气产业应力测试技术领域，具体涉及一种多裂缝三维空间诱导应力测试方法。

背景技术

国内页岩气等非常规气藏的大规模勘探开发有效缓解了在能源需求日益增加背景下常规油气藏品位下降、储层动用难度加大、产量后期无法保障的技术难题。但由于页岩储层通常具有高温高压低孔低渗特点，且天然裂缝发育整体偏弱，因此需通过水力压裂措施方可获得工业产能。为最大限度动用页岩有效层段，通常采用平台多井大规模体积压裂技术实施增产改造，以期在产层内形成具有高导流能力的复杂人工支撑缝网系统，从而降低孔隙流体有效渗流距离提高气体流动效率。

水力压裂形成复杂缝网系统是实现页岩储层高效开发的关键，而页岩储层水力压裂的关键则为如何确定原始地应力条件下水力裂缝开启机理、扩展延伸规律及缝网复杂程度。对人工裂缝在储层内延伸扩展过程的室内研究主要包括数值模拟方法和室内工程实验，现场实施过程中现多通过微地震实时监测、井温测井、示踪剂监测及试井分析等手段实现对人工裂缝延伸扩展情况的监测与分析。然而，受真实储层非均质性、各向异性、天然裂缝和层理不规则发育等因素影响，数值模拟方法由于假设条件过多其输出结果精确度与真实性有待提高，同时现场压裂过程中多采用单一裂缝监测手段，难以覆盖所有压裂参数的监测，且实施成本及解释结果有待进一步优化。由于在高压流体周围岩体不断破裂的裂缝扩展延伸过程中，裂缝缝内流体压力高于垂直于裂缝壁面的储层水平最小主应力，此时将在裂缝周围岩体产生诱导应力并将改变原地应力场，诱导应力大小与拓展裂缝缝内净压力成正比关系。当水力裂缝间距在一定范围内时，便出现应力阴影效应。应力阴影效应将给周围岩石和相邻裂缝施加额外作用力即诱导应力，进而改变后期压裂裂缝宽度、延伸方向、几何形态及支撑剂在缝中的可能铺置位置。通过邻井压力监测记录压力变化，并基于三维诱导应力计算模型反演求取压裂裂缝参数作为新兴的压裂裂缝监测技术在北美非常规气藏平台化开发过程中已趋于成熟。

然而，目前对非常规储层压裂改造人工裂缝延伸扩展过程中诱导应力变化多基于sneddon理论模型展开计算，该模型为简化数学模型与储层实际情况如天然裂缝发育、力学非均质性等特征有所出入；同时室内真三轴水力压裂物理模拟实验装置及方法多采用大尺寸天然露头或人造岩样，用于认识水力裂缝在储层中的扩展形态，因此其岩样试件与真实钻井取心存在较大差异，不能反映地层条件下真实岩心沉积状态与裂缝层理发育情况，且均未涉及压裂过程中裂缝诱导应力定量测试。因此，为准确预测平台井压裂过程中裂缝诱导应力变化情况，急需开发一种室内工程模拟评价实验测试方法以修正诱导应力预测模型，以完善基于邻井压力变化的压裂裂缝参数解释方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在真三轴应力条件下，对岩心试件通过模拟现场泵注参数、水平应力差等因素对人工裂缝扩展延伸过程中产生的裂缝诱导应力进行测试，从而校正压裂裂缝诱导应力理论计算模型，为基于邻井压力变化的压裂裂缝参数预测技术提供支撑的多裂缝三维空间诱导应力测试方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多裂缝三维空间诱导应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

取心及井眼钻步骤，对页岩目标储层钻井取心获得岩样，将岩样加工为适合放入岩心夹持模拟装置的岩心放置室尺寸的岩心，并在岩心任一表面钻取用于放入压裂管柱模拟装置压裂管的圆形孔洞，且圆形孔洞长度为钻取方向岩心长度的1/2；