<储层地质力学>地层压裂施工中裂缝的扩展延伸规律

6月前浏览554

本节课程Zoback教授讲述了压裂过程中，地层裂缝的起裂压力，及交叉裂缝的扩展规律；既有力学基础理论与机理的分析，也有实际案例分析，方便理解，非常值得学习。简要对本课程的要点进行叙述，

如下图所示，假使我们想在地下某砂岩地层内注入并封存CO2，为提高注入量与注入速度，需要压开该地层，但必须保证裂缝在该地层内延伸，不能压穿至上部地层，这就需要我们认识裂缝扩展规律，控制裂缝扩展行为。

裂缝的起裂与扩展主要与最小地应力有关，下图所示为封存CO2地层上下部地应力测试值，可以看到上下部地层的最小地应力都比较大，维持注入压力不超过上下部地层的最小地应力，就可以控制裂缝在目的层内扩展。

课程中还列举了两个页岩气田水力压裂案例，探讨了裂缝的扩展控制以及在地层内注入大量压裂液是否会污染地下水这两个问题。

下图中曲线所示为水力压裂裂缝的深度，上部蓝色面积为地层水深度，对于水力压裂是否会污染地下水有两个截然相反的观点，第一种观点认为由监测的水力裂缝深度可知，在压裂过程中裂缝向上延伸了1000ft，越来越接近地下水深度，如果压裂持续进行下去，极有可能会污染地下水；第二种观点认为，虽然裂缝向上延伸了1000ft，但压裂结束后，由注入转为采出，地层压力会持续降低，距离地下水仍有4000~5000ft的深度，因此不会污染地下水。