【摘要】：儲層巖石具有脆性特征是其能夠?qū)崿F(xiàn)縫網(wǎng)壓裂的儲層條件。本文通過開展三軸壓縮-聲發(fā)射聯(lián)測試驗(yàn)研究巖石破裂的脆性特征,應(yīng)用聲發(fā)射累積能量重新定義了新的脆性指數(shù),利用此脆性指數(shù)評價(jià)巖石脆性,其靈敏度更高。根據(jù)聲發(fā)射定位確定了巖石破裂的局部脆性特征,基于損傷力學(xué)觀點(diǎn)定義了局部損傷指數(shù),利用局部聲發(fā)射累積能量定義了局部脆性指數(shù)�；趶�(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論定義了裂縫復(fù)雜性指數(shù)來表征裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,通過水力壓裂試驗(yàn)和聲發(fā)射定位試驗(yàn)得到了水裂壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),研究了巖石脆性與壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的關(guān)系,研究結(jié)果對壓裂效果的評價(jià)和壓裂施工優(yōu)化具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容有:首先,通過開展三軸壓縮-聲發(fā)射聯(lián)測試驗(yàn)研究了巖石破裂的脆性特征,得出了巖石試樣的脆性越強(qiáng),更易發(fā)生突發(fā)式破裂,而當(dāng)試樣的脆性較弱時(shí),其破裂形式更多地表現(xiàn)為漸進(jìn)式破裂的結(jié)論。其次,利用聲發(fā)射累積能量研究了巖石脆性特征。巖石脆性越強(qiáng),聲發(fā)射能量最大值越大。應(yīng)用聲發(fā)射累積能量重新定義了新的脆性指數(shù)來評價(jià)巖石的脆性,并通過聲發(fā)射定位確定了巖石破裂的局部脆性特征,根據(jù)損傷理論觀點(diǎn)應(yīng)用局部聲發(fā)射累積能量系數(shù)定義了局部損傷指數(shù),據(jù)此建立了表征局部脆性的局部脆性指數(shù)。再次,分析了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的使用條件,發(fā)現(xiàn)其可用于評價(jià)水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用裂縫網(wǎng)絡(luò)的整體效率和集聚系數(shù)兩個(gè)參數(shù)建立了表征裂縫網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的裂縫復(fù)雜性指數(shù)。最后,應(yīng)用RFPA2D有限元軟件確定了能夠形成裂縫網(wǎng)絡(luò)的天然裂縫和水平主應(yīng)力差的最佳條件,據(jù)此開展了不同脆性巖石水力壓裂試驗(yàn)和聲發(fā)射定位試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到了水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并應(yīng)用所建立的裂縫復(fù)雜性指數(shù)評價(jià)了裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。最終得出結(jié)論:(1)巖石脆性越強(qiáng),壓裂形成裂縫網(wǎng)絡(luò)越復(fù)雜;(2)將裂縫網(wǎng)絡(luò)分為了3類:簡單縫網(wǎng)、半連通縫網(wǎng)和全連通縫網(wǎng);(3)通過將巖石進(jìn)行分區(qū)研究了局部脆性指數(shù)與局部平均度值之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.1
【圖文】：

從而使得非常規(guī)油氣在全球的油氣組成中占有開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，并將其應(yīng)用到我國的生產(chǎn)實(shí)踐中，非現(xiàn)出了極大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿4]，其將逐步在我國例，從而可以為我國的油氣安全提供保障。源的概念是相對于常規(guī)油氣資源而提出來的，主濟(jì)價(jià)值的油氣資源[5]。隨著技術(shù)的發(fā)展，非常規(guī)，相對地，開采的持續(xù)進(jìn)行使得常規(guī)油氣的可采較非常規(guī)油氣相當(dāng)。所以非常規(guī)油氣資源是一有工業(yè)價(jià)值的非常規(guī)油氣資源主要有頁巖氣、煤油和油砂等 7 類[6]。種類多種多樣，在油藏儲層內(nèi)的賦存方式也各不，并且總體儲量豐富，但非常規(guī)油氣資源豐度較（通常其空氣測滲透率小于 0.1mD，孔隙度低于益低等“四低”特點(diǎn)[7-9]�！八牡汀碧攸c(diǎn)使得開采改善儲層油氣的滲流通道，從而達(dá)到有效開采油

子等參數(shù)修正了 C. L. Cipolla 等所提出的裂縫復(fù)雜性指數(shù)，得到了裂縫復(fù)雜性指數(shù)新的表征方法。郭天魁等[54]為了對壓裂裂縫的復(fù)雜性進(jìn)行定量表征，基于分形理論采用壓裂裂縫結(jié)構(gòu)面跡長的分維值來表示裂縫的復(fù)雜程度，其理論依據(jù)是認(rèn)為裂縫結(jié)構(gòu)的分布具有分形性質(zhì)。此外，他們還提出可以應(yīng)用裂縫密度來評價(jià)裂縫復(fù)雜性，其中他們采用的是面密度。侯冰等[55]通過開展水力壓裂室內(nèi)試驗(yàn)研究了頁巖壓裂時(shí)裂縫的擴(kuò)展規(guī)律，并提出應(yīng)用“裂縫溝通面積（SRA）”這一指標(biāo)并結(jié)合壓裂能否形成有效裂縫網(wǎng)絡(luò)來評價(jià)水力壓裂效果，同時(shí)研究確定了利于形成裂縫網(wǎng)絡(luò)以及形成高裂縫溝通面積的最佳條件。劉玉章等[56-57]經(jīng)分析得知，水力壓裂形成裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度受制于地質(zhì)因素和工程因素，基于此研究觀點(diǎn)，他們提出并定義了縫網(wǎng)發(fā)育指數(shù)（FNCI）來定量表征裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度，該參數(shù)綜合考慮了地質(zhì)因素（包括儲層巖石脆性指數(shù)，天然裂縫的線密度等）和工程因素（包括施工井底壓力，壓裂液黏度，施工排量等），能夠綜合反映水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2730213