發(fā)布時(shí)間：2020-04-24 14:09

【摘要】：中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了“新時(shí)代”,人們對(duì)更加美好的生態(tài)環(huán)境提出了更高的要求。頁(yè)巖氣作為清潔能源,其消費(fèi)量和需求不斷增加。為了能更好地開(kāi)采頁(yè)巖氣,為頁(yè)巖氣藏水力壓裂設(shè)計(jì)和儲(chǔ)層改造提供一定技術(shù)支持。本文以長(zhǎng)寧地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖為研究對(duì)象,運(yùn)用自主研發(fā)的真三軸試驗(yàn)儀器,開(kāi)展真三軸條件下頁(yè)巖水平井水力壓裂實(shí)驗(yàn),在壓裂實(shí)驗(yàn)前后利用高能CT對(duì)試樣進(jìn)行掃描,并對(duì)所得到CT圖像進(jìn)行三維重構(gòu)和內(nèi)部裂縫可視化表征。討論了地應(yīng)力、地應(yīng)力差異系數(shù)和壓裂液排量對(duì)水力裂縫形態(tài)和延伸擴(kuò)展規(guī)律的影響。同時(shí)開(kāi)展數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)水力壓裂物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。研究表明:(1)頁(yè)巖壓裂體積改造的關(guān)鍵在于壓裂產(chǎn)生裂縫的復(fù)雜程度和延伸的距離。地應(yīng)力差和水平應(yīng)力差異系數(shù)是頁(yè)巖水力壓裂網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度的主控因數(shù)。(2)壓裂液排量的大小在一定范圍內(nèi)影響水力裂縫的復(fù)雜程度。過(guò)低的排量可能導(dǎo)致壓裂效果較差,但太高的排量會(huì)導(dǎo)致水力裂縫沿著裂縫的優(yōu)勢(shì)面擴(kuò)展形成單一的裂縫,在一定程度上反而降低了水力裂縫的復(fù)雜程度。(3)基于頁(yè)巖基質(zhì)、高密度礦物質(zhì)、水力裂縫所對(duì)應(yīng)的CT值不同的原理重構(gòu)的三維模型能夠比較真實(shí)的表征頁(yè)巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)和裂縫分布形態(tài),裂縫分布形態(tài)與實(shí)際也比較吻合。(4)頁(yè)巖水力壓裂后主要分為單一橫向裂縫、弧形主裂縫和復(fù)雜的裂縫3類(lèi)。水壓曲線(xiàn)的“波動(dòng)現(xiàn)象”與儲(chǔ)層裂縫的生成和擴(kuò)展有關(guān),是頁(yè)巖體積壓裂形成復(fù)雜裂縫的一個(gè)明顯特征。(5)根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果,頁(yè)巖水力裂縫起裂延伸擴(kuò)展的全過(guò)程分為裂前階段、微裂隙階段和破裂階段3個(gè)階段。頁(yè)巖水力壓裂過(guò)程實(shí)際也是在水壓力的作用下微裂隙萌生、延伸擴(kuò)展直到最后產(chǎn)生宏觀水力裂縫的過(guò)程。(6)由于頁(yè)巖試樣個(gè)體差異性等因素的影響,數(shù)值模擬計(jì)算的水力裂縫的形態(tài)和分布并不會(huì)與物理實(shí)驗(yàn)完全相同。但是通過(guò)數(shù)值模擬所得到的規(guī)律與物理實(shí)驗(yàn)所得到的規(guī)律大體一致。在實(shí)際研究和分析中最好能將二者結(jié)合起來(lái)。
【圖文】：

圖 2.3 多場(chǎng)多相耦合下多孔介質(zhì)壓裂 滲流試驗(yàn)fracturing and seepage test system under multi field a表 2.1 頁(yè)巖試樣基本物理參數(shù)Table2.1 Basic physical parameters of shale sample直徑/mm 長(zhǎng)度/mm 質(zhì)量/g 48.95 100.02 452.3 49.74 99.98 451.6 49.50 99.96 454.0 49.76 100.02 453.2 49.09 99.90 451.4 49.74 99.86 452.8 縮試驗(yàn)是頁(yè)巖試樣在無(wú)圍壓條件下受軸向壓壓強(qiáng)度 σc，，彈性模量 E 和泊松比 μ。頁(yè)巖的
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE377

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2639045