本文選題：水力壓裂 + 有限元��； 參考：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：頁巖氣等非常規(guī)能源的有效開發(fā)已經(jīng)成為了能源領(lǐng)域的熱點研究問題,北美頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗表明,通過縫網(wǎng)壓裂形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)是進行頁巖儲層改造的重要手段,研究水力壓裂裂縫間的相互作用對于體積壓裂設(shè)計具有重要的理論意義。本文基于巖石斷裂力學(xué)理論與有限元方法,建立了水力壓裂裂縫有限元擴展模型,以數(shù)值模擬為主要研究方法,研究了水力裂縫之間的相互作用,并分析縫間距、水平應(yīng)力差及多簇裂縫不等間距等因素對水力裂縫間互作用的影響,此外本文還研究了水力裂縫與天然裂縫相互作用判據(jù),并結(jié)合實例對準(zhǔn)則進行了全面的分析。結(jié)果表明:對于均質(zhì)、各向同性儲層,水平井單井兩簇裂縫同步擴展時,裂縫間的區(qū)域應(yīng)力場相互疊加,裂縫擴展時相互排斥遠離,最終為“啞鈴型”形態(tài),縫間距以及水平應(yīng)力差的增大對裂縫間相互作用起到了抑制排斥的效果;三簇裂縫等間距同步擴展時,中間裂縫的擴展受到兩側(cè)裂縫抑制,延伸長度比兩側(cè)裂縫短,而不等間距時中間裂縫向較遠處的裂縫偏轉(zhuǎn),間距不對稱性越大,中間裂縫偏轉(zhuǎn)強度越大;而兩口及以上水平井同步壓裂時,裂縫相互吸引靠近,隨著裂縫間橫向距離逐漸減小,裂縫間形成較大的應(yīng)力變化區(qū),利于其中的天然裂縫起裂延伸并轉(zhuǎn)向;水力裂縫逼近天然裂縫時,會受到一定程度的擾動,當(dāng)水力裂縫與天然裂縫相交后,呈現(xiàn)多種模式,論文分析了各種模式中傾斜角與臨界凈壓力值的關(guān)系,討論了巖石抗張強度以及天然裂縫壁面摩擦系數(shù)的影響。
[Abstract]:The effective development of unconventional energy such as shale gas has become a hot research issue in the field of energy. The experience of shale gas development in North America shows that the formation of complex fracture network through fracture mesh fracturing is an important means of shale reservoir reconstruction.It is of great theoretical significance to study the interaction between fracturing fractures for volume fracturing design.Based on the theory of rock fracture mechanics and finite element method, the finite element expansion model of hydraulic fracturing fracture is established in this paper. Taking numerical simulation as the main research method, the interaction between hydraulic fractures is studied, and the fracture spacing is analyzed.The influence of horizontal stress difference and the unequal distance between clusters of cracks on the interaction between hydraulic fractures is also studied in this paper. In addition, the criterion of interaction between hydraulic fractures and natural fractures is studied in this paper, and the criterion is analyzed comprehensively with examples.The results show that for homogeneous and isotropic reservoirs, when the two clusters of fractures in horizontal wells synchronously extend, the regional stress fields between fractures superimpose on each other, and the fractures are repelled away from each other during the fracture propagation, and the final form is "dumbbell-shaped".The increase of crack spacing and horizontal stress difference has the effect of restraining and repelling the interaction between the fractures, and when the three clusters of cracks propagate synchronously with equal spacing, the expansion of the middle crack is restrained by the two sides of the crack, and the extension length is shorter than that of the two sides.When the interval is unequal, the intermediate fracture deflects to the far fracture, and the greater the asymmetry of the distance, the greater the deflection strength of the middle fracture, and when two or more horizontal wells are fractured simultaneously, the fractures attract each other close to each other.As the transverse distance between fractures decreases gradually, a larger stress variation zone is formed between the fractures, which is conducive to the initiation and extension of the natural cracks, and the hydraulic fractures will be disturbed to a certain extent when they approach the natural fractures.When the hydraulic fracture intersects with the natural fracture, there are many modes. The relationship between the angle of inclination and the critical net pressure is analyzed, and the influence of the rock tensile strength and the friction coefficient on the wall of the natural crack is discussed.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE357.1

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本文編號：1738735