水平井水力压裂的三维有限元数值模拟研究

对水平井进行水力压裂，一口井可以形成多条横向裂缝，增产效果比直井更明显，因此近年来水平井压裂应用越来越广泛。该文以ABAQUS软件为平台，采用流固耦合单元模拟岩石的应力渗流耦合行为，采用带有孔隙压力自由度的粘结单元模拟油层和隔层的破裂和扩展，射孔连接微环隙和横向裂缝，即假设了双向同时起裂和扩展的可能性。对大庆油田某水平井分段压裂过程建立了三维非线性流固耦合水力压裂模型，地层参数和物性参数取自该水平井的数据，进行了数值模拟。模拟结果得到了不同时刻油层和隔层的裂缝形态、孔隙压力分布、应力和应变分布等，裂缝高度远远小于裂缝长度，与施工现场裂缝形态吻合良好；模拟得到的井底压力时间历程曲线与现场施工实测得到的井底压力时间历程曲线吻合良好，进一步验证了计算模型的正确性和合理性。