第七届青年地学论坛

传统开发方法水合物产能低，导致水合物藏尚未实现商业开发。已有学者提出水力压裂储层改造技术开发天然气水合物，但考虑压裂液注入引发水合物相变影响的水合物藏水力压裂裂缝扩展机制尚不明确。对此，本文建立了水合物藏水力压裂温度-渗流-应力-损伤（THMD）耦合模型，分析了水合物相变对水力压裂影响机制，阐明了水力裂缝起裂和扩展机理。研究结果表明，水合物相变对水力压裂的影响体现在三方面：一是水合物对沉积物颗粒具有一定胶结作用，水合物相变会影响水合物沉积物物性；二是水合物相变分解产生的气体和液体会增加孔隙压力，影响水合物藏应力场分布；三是水合物分解是一个吸热过程，与注入的压裂液温度共同影响水合物藏温度场分布。由于天然气水合物储层的传热条件差，热导率是储层固有物性很难改变，所以压裂液注入引起水合物相变的作用距离非常有限。按照压裂液注入对水合物相变的影响可以将地层分为三个区域：水合物相变分解区、水合物二次生成区和水合物未分解区。水合物藏压裂过程中裂缝首先沿地层最大水平主应力方向起裂并扩展。压裂液排量、压裂液粘度、水合物饱和度以及地层渗透率是影响裂缝扩展的主要因素。提高压裂液排量和粘度可以增加孔隙压力抑制水合物分解，有利于增加裂缝长度。储层水合物饱和度越高，地层渗透率越低压裂过程中越有利于形成长裂缝。
 

水合物，水力压裂，裂缝扩展，THMD耦合，数值模拟