建模井眼冷却引起的热应力对水力压裂断裂压力和几何形状的影响
摘要：考虑到高温情况下设备过热的问题，井筒冷却通常在增强型地热系统和高温油藏进行压裂试验之前进行。冷却过程中由热传导引起的热弹性应力对水力压裂的行为有重要影响。我们开发了一个耦合数值模型，研究了井筒冷却对井筒压力和水力压裂的几何形态（与井筒轴向相同或不同方向）的热弹性效应。模拟结果表明，冷却循环引起了更早的压裂初始和更低的破裂压力。在不同的冷却条件下观察到了井筒压力演化的差异，这表明广泛的井筒冷却也显著改变了井筒压力的演化。最重要的是，在没有冷却的情况下，冷却促进了水力压裂发生垂直于井筒的情况下，水力压裂本来会发生在与井筒平面相同的方向上。最容易发生完全改变压裂初始几何形态的情况是，井筒与最小主应力平行，通常是与最小水平应力平行的水平井，但也适用于垂直井，在这种情况下垂直应力的大小小于水平主应力的大小。这些结果表明，冷却对水力压裂的初始和早期生长具有重要影响，并且在冷却操作必要时应在应力测试和油藏刺激的计划和解释中予以考虑。
作者：Guanyi Lu, Mark Kelley, Samin Raziperchikolaee, Andrew Bunger
论文ID：2306.06186
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2023-06-13