深层页岩气储层压裂裂缝导流能力模拟研究现状

摘要

深层页岩气储层（埋深＞3500m）普遍存在高地应力、高闭合压力和强应力敏感等特征，压裂形成的水力裂缝导流能力是决定产能的关键因素。本文系统综述了深层页岩气压裂裂缝导流能力的研究现状，重点总结了实验测试、解析模型与数值模拟三方面的进展。实验研究表明，支撑剂在高应力下的压实、嵌入与破碎是导流能力衰减的主控因素，其中压实贡献最大（约72%），嵌入次之（约14%）。优化支撑剂类型、铺砂浓度、压裂液体系及生产制度可有效延缓导流能力下降。解析模型方面，赫兹接触理论、等效裂缝及多因素耦合模型为导流能力快速计算提供了理论工具，但仍依赖实验标定，对复杂缝网描述不足。数值模拟中，嵌入式离散裂缝模型（EDFM）、扩展有限元法（XFEM）、CFD-DEM耦合方法及格子玻尔兹曼方法（LBM）等各具优势，分别适用于宏观缝网流动、裂缝扩展模拟、支撑剂细观行为及孔隙流动分析，但在多场全耦合、支撑剂非均匀分布动态演化及现场验证方面仍存在局限。未来研究应致力于多尺度多场耦合模型构建、人工智能代理模型开发，以及真实三维地质力学-流动一体化模拟，以推动深层页岩气压裂裂缝导流能力的精准预测与优化调控。