本文關(guān)鍵詞：水平井定面射孔水力裂縫起裂與擴(kuò)展規(guī)律研究

  更多相關(guān)文章： 定面射孔 起裂壓力 裂縫形態(tài) 射孔參數(shù)

【摘要】：水力壓裂技術(shù)是油田開采的重要手段之一,對(duì)于致密或非常規(guī)儲(chǔ)層采用常規(guī)螺旋射孔方式,裂縫沿最大主應(yīng)力方向擴(kuò)展,不能有效控制裂縫走向,影響壓裂效果,定面射孔技術(shù)是針對(duì)非常規(guī)儲(chǔ)層提出的一種新的射孔工藝,這對(duì)降低地層起裂壓力,形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò),提高儲(chǔ)層動(dòng)用程度具有重要的意義。本文采用ABAQUS計(jì)算平臺(tái)在考慮流固耦合效應(yīng)的基礎(chǔ)上,將巖石力學(xué)、彈塑性力學(xué)、損傷力學(xué)及滲流力學(xué)相結(jié)合,建立定面射孔條件下裂縫起裂的力學(xué)模型及有限元模型,在考慮鉆井—固井—射孔等工藝過程對(duì)近井筒地帶地應(yīng)力的累積影響基礎(chǔ)上,根據(jù)最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則對(duì)定面射孔起裂壓力進(jìn)行計(jì)算,獲得定面射孔條件下水力裂縫的起裂壓力變化規(guī)律及其影響因素。結(jié)合擴(kuò)展有限元技術(shù),在對(duì)裂縫起裂時(shí)地應(yīng)力分布規(guī)律分析的基礎(chǔ)上建立裂縫擴(kuò)展的擴(kuò)展有限元模型,采用預(yù)設(shè)裂縫的方法在射孔眼處注入壓裂液,隨著注入時(shí)間的增加對(duì)裂縫的擴(kuò)展形態(tài)進(jìn)行追蹤,進(jìn)而得到定面射孔條件下水力裂縫的擴(kuò)展形態(tài)。通過理論分析可知:水平井定面射孔起裂壓力受地應(yīng)力分布規(guī)律、井筒角度、射孔夾角及直徑的影響較大,受射孔深度的影響較小;裂縫擴(kuò)展過程定面射孔的泄油面積遠(yuǎn)大于螺旋射孔,且沿著最小主應(yīng)力方向射孔,水平井正斷層能夠形成較為理想的對(duì)稱主裂縫,逆斷層能夠形成較為復(fù)雜的網(wǎng)格裂縫。為了考察定面射孔工藝的可行性,通過地面抗爆試驗(yàn)進(jìn)行了定面射孔后套管強(qiáng)度的影響分析,在此基礎(chǔ)上,將定面射孔方式應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際井,通過壓裂施工作業(yè)得到定面射孔條件下地層的起裂壓力,并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證理論分析的正確性與可行性。上述研究成果為定面射孔在致密或非常規(guī)儲(chǔ)層中的廣泛應(yīng)用提供了理論依據(jù),對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：定面射孔 起裂壓力 裂縫形態(tài) 射孔參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE357
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 課題研究背景及意義10-16
• 1.2.1 射孔對(duì)水力裂縫起裂壓力影響的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 射孔對(duì)水力裂縫延伸的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 存在的問題及發(fā)展趨勢(shì)16
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 定面射孔裂縫起裂與擴(kuò)展理論基礎(chǔ)18-31
• 2.1 儲(chǔ)層巖體的流固耦合理論研究18-23
• 2.1.1 巖體應(yīng)力平衡方程18-20
• 2.1.2 流體滲流平衡方程20-23
• 2.2 裂縫起裂的理論分析23-24
• 2.2.1 水力裂縫的破壞形式23
• 2.2.2 水力裂縫的起裂形式23-24
• 2.3 裂縫擴(kuò)展的理論分析24-28
• 2.3.1 擴(kuò)展有限元理論24-25
• 2.3.2 單位分解法25-26
• 2.3.3 水平集方法26-27
• 2.3.4 擴(kuò)充形函數(shù)27-28
• 2.4 擴(kuò)展有限元控制方程28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 水平井定面射孔裂縫起裂規(guī)律研究31-47
• 3.1 水平井起裂力學(xué)模型的建立31-33
• 3.2 力學(xué)模型的驗(yàn)證33-34
• 3.3 定面射孔起裂機(jī)理分析34-40
• 3.3.1 正斷層定面射孔起裂機(jī)理分析34-37
• 3.3.2 逆斷層定面射孔起裂機(jī)理分析37-40
• 3.4 定面射孔與螺旋射孔起裂壓力的影響因素40-46
• 3.4.1 井筒方位角對(duì)起裂壓力的影響40-42
• 3.4.2 井筒傾斜角對(duì)起裂壓力的影響42-43
• 3.4.3 定面射孔夾角對(duì)起裂壓力的影響43-44
• 3.4.4 射孔深度對(duì)起裂壓力的影響44-45
• 3.4.5 射孔直徑對(duì)起裂壓力的影響45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 水平井定面射孔裂縫的擴(kuò)展規(guī)律47-57
• 4.1 力學(xué)模型的建立47-48
• 4.2 擴(kuò)展有限元模型的建立48-49
• 4.3 壓裂液的流動(dòng)特性49-51
• 4.4 水力裂縫的擴(kuò)展51-55
• 4.4.1 正斷層裂縫的擴(kuò)展形態(tài)51-53
• 4.4.2 逆斷層裂縫的擴(kuò)展形態(tài)53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 第五章 定面射孔試驗(yàn)研究57-63
• 5.1 定面射孔的地面試驗(yàn)57-59
• 5.2 定面射孔參數(shù)優(yōu)化59-60
• 5.3 定面射孔技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 作者簡(jiǎn)介、發(fā)表文章及研究成果目錄67-69
• 致謝69-70

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