【摘要】：水力壓裂技術經過幾十年的發(fā)展,已經成為油氣藏,特別是低滲特低滲油氣藏最重要的增產改造手段。常規(guī)水力壓裂技術促進了油氣藏的高效開發(fā),但是依然存在高摩阻、高泵壓、加砂壓裂施工復雜、施工設備要求較高、砂堵、返排困難、殘渣傷害等難以避免的問題。針對上述問題,西南石油大學酸化實驗室提出了一種全新的壓裂技術——自生固相化學壓裂技術,其技術原理是利用不混相的兩種(或多種)流體壓開并形成一定幾何尺寸的人工裂縫,通過化學方法讓裂縫中流體之一發(fā)生相變,形成眾多獨立的“化學砂堆”支撐裂縫,形成高導流能力的自生固相化學支撐裂縫。壓裂液體系的流動形態(tài)分布決定了相變后的自生固相支撐劑分布特征,研究壓裂液體系兩相界面流動分布,對提高化學壓裂施工效果具有重要意義。本文在調研國內外關于兩相流流型、兩相流研究實驗方法、兩相流研究數值方法的基礎上,針對自生固相化學壓裂液體系流動過程中的界面分布問題,推導了應力對稱、應力不對稱條件下的裂縫延伸數學模型;建立了考慮濾失影響的化學壓裂液體系兩相流動界面分布模型,采用有限元方法對模型進行離散求解;引入分形維數、多重分形譜寬度、鋪置效率等參數綜合評價化學壓裂液體系流動形態(tài)分布效果,基于建立的模型,編制相應計算程序,進行了實例計算,研究了不同注入速率、粘度比、界面張力、密度差、裂縫傾角、注入體積比條件下的化學壓裂液體系流動分布規(guī)律。具體研究工作如下:1)系統(tǒng)調研國內外關于兩相流流型、兩相流研究實驗方法、兩相流研究數值方法研究現狀,在此基礎上,歸納總結了各種模型和方法的不足與優(yōu)點。2)通過對人工裂縫幾何尺寸模型的推導及求解,認識化學壓裂施工過程中裂縫在高度、寬度及長度上的延伸規(guī)律,為后續(xù)的自生固相化學壓裂液液兩相流動形態(tài)模擬提供裂縫幾何尺寸。3)根據守恒定律,建立了包括連續(xù)性方程、動量方程、兩相界面分布方程的化學壓裂液體系流動分布數學模型,引入SLIC方法進行界面重構。4)基于有限元方法,對化學壓裂液體系流動分布數學模型進行離散處理,建立了化學壓裂液體系流動分布數值模型,編制相應Matlab計算程序。5)模擬計算不同注入速率、粘度比、界面張力、密度差、裂縫傾角、注入體積比條件下的化學壓裂液體系流動分布規(guī)律,分析了不同條件下的鋪置效率、分形維數、多重分形譜寬度等參數。本論文完成的研究內容以及所取得的研究成果,實現了對自生固相化學壓裂液體系流動界面分布的研究,探討了不同參數下界面分布規(guī)律,為自生固相化學壓裂參數設計提供參考。
【圖文】：

液液兩相流形態(tài)

液滴的形成過程
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.12

【參考文獻】

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3 盧長娜;王如云;陳萍萍;;三角形網格上VOF運動界面重構的流體體積分數保持法[J];水動力學研究與進展A輯;2008年03期

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5 柳艷華;張宏;杜東菊;;多重分形在海積軟土微觀結構研究中的應用[J];水文地質工程地質;2006年03期

6 高智,向華,申義慶;攝動有限體積法重構近似高精度的意義[J];計算物理;2004年02期

7 彭瑞東,謝和平,鞠楊;二維數字圖像分形維數的計算方法[J];中國礦業(yè)大學學報;2004年01期

8 勞力云,鄭之初,吳應湘,李東暉;關于氣液兩相流流型及其判別的若干問題[J];力學進展;2002年02期

9 林宗虎,王棟,王樹眾,林益;多相流的近期工程應用趨向[J];西安交通大學學報;2001年09期

10 李勇明,紀祿軍,郭建春,趙金洲;壓裂液濾失的二維數值模擬[J];西南石油學院學報;2000年02期

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本文編號：2616683