發(fā)布時(shí)間：2020-12-25 05:21

　　水力壓裂技術(shù)在低滲透油氣田開(kāi)采中已經(jīng)成為增產(chǎn)的主要措施之一,并得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于一些非常規(guī)的油藏,如低滲透油藏、薄儲(chǔ)層油藏,采用水平井進(jìn)行開(kāi)采時(shí)的油層產(chǎn)油量較高、地層的穿透程度大、泄油面積大、油氣的儲(chǔ)量開(kāi)采率高,并且能夠有效地繞開(kāi)復(fù)雜的障礙物,所以,水平井壓裂技術(shù)逐漸成為開(kāi)發(fā)低滲透等非常規(guī)油氣藏的主要手段。本文利用ABAQUS有限元計(jì)算軟件,結(jié)合巖石力學(xué)、滲流力學(xué)、斷裂力學(xué)等理論,采用最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則,使用孔隙壓力cohesive單元對(duì)裂縫進(jìn)行模擬,建立了水力壓裂裂縫擴(kuò)展的計(jì)算模型,對(duì)裂縫擴(kuò)展的影響因素進(jìn)行分析。建立了二維水力壓裂計(jì)算模型,初步分析射孔與最大水平主應(yīng)力方向的夾角、壓裂液排量、最小水平主應(yīng)力等對(duì)裂縫擴(kuò)展的影響,并分析了不同水平應(yīng)力差、天然裂縫與最大水平主應(yīng)力夾角和天然裂縫處巖石的抗拉強(qiáng)度對(duì)水力裂縫與天然裂縫相交的影響規(guī)律。建立了三維水力裂縫擴(kuò)展的有限元模型,通過(guò)預(yù)置孔隙壓力cohesive單元層模擬三維裂縫,系統(tǒng)分析了壓裂液黏度、壓裂液排量、油層中最小水平主應(yīng)力大小、最小水平主應(yīng)力方向和射孔簇間距對(duì)裂縫擴(kuò)展的長(zhǎng)度、高度、寬度以及注入點(diǎn)處的孔隙壓力與寬度的影響,得出了其對(duì)裂... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

壓裂后井筒附近流體的流動(dòng)形式

如圖 2-1 所示。（a）張開(kāi)型 （b）滑開(kāi)型 （c）撕開(kāi)型圖2-1 水力裂縫的三種斷裂形式Fig. 2-1 Three types of fractures of hydraulic fractures從圖 2-1 中可以看出，Ⅰ型裂縫是在垂直于裂縫面的拉應(yīng)力作用下裂縫的上下表面沿著 y 軸張開(kāi)形成的；Ⅱ型裂縫是在平行于裂縫面的剪應(yīng)力作用下裂縫的上下表面沿著 x軸滑開(kāi)形成的；Ⅲ型裂縫是由于裂縫的前端在平行于裂縫面的剪應(yīng)力作用下裂縫的上下表面沿著 z 軸撕開(kāi)形成的。在水力壓裂的過(guò)程中，裂縫的起裂實(shí)質(zhì)上是一個(gè)拉伸破壞的過(guò)程。2.2 孔隙壓力 cohesive 單元2.2.1 cohesive 單元簡(jiǎn)介一般采用 cohesive 單元來(lái)描述水力裂縫的起裂與延伸、裂縫內(nèi)流體的流動(dòng)和裂縫圖2-2 三維孔隙壓力cohesive單元示意圖Fig. 2-2 The diagram of three-dimensional pore pressure cohesive element表面的法向流動(dòng)。cohesive 單元可以反映出兩個(gè)方面：運(yùn)用損傷力學(xué)的理論對(duì)壓裂裂縫的起裂與延伸進(jìn)行描述；對(duì)壓裂裂縫內(nèi)部流體的切向流動(dòng)與裂縫表面的法向流動(dòng)進(jìn)行描述。

2.2.1 cohesive 單元簡(jiǎn)介一般采用 cohesive 單元來(lái)描述水力裂縫的起裂與延伸、裂縫內(nèi)流體的流動(dòng)和裂縫圖2-2 三維孔隙壓力cohesive單元示意圖Fig. 2-2 The diagram of three-dimensional pore pressure cohesive element表面的法向流動(dòng)。cohesive 單元可以反映出兩個(gè)方面：運(yùn)用損傷力學(xué)的理論對(duì)壓裂裂縫的起裂與延伸進(jìn)行描述；對(duì)壓裂裂縫內(nèi)部流體的切向流動(dòng)與裂縫表面的法向流動(dòng)進(jìn)行描述。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]定面射孔新工藝對(duì)水力裂縫擴(kuò)展影響研究[J]. 王素玲,隋旭,朱永超.  巖土力學(xué). 2016(12)
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[6]水平井多裂縫同步擴(kuò)展數(shù)值模擬[J]. 曾青冬,姚軍.  石油學(xué)報(bào). 2015(12)
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[9]頁(yè)巖氣藏壓裂縫網(wǎng)模擬及溝通效果評(píng)價(jià)[J]. 郭小哲,趙剛.  特種油氣藏. 2015(01)
[10]現(xiàn)代油氣井射孔技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 劉合,王峰,王毓才,高揚(yáng),成建龍.  石油勘探與開(kāi)發(fā). 2014(06)

博士論文
[1]油井巖層復(fù)合射孔爆燃?xì)怏w壓裂機(jī)理研究[D]. 陳莉靜.西安理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]水平井定面射孔水力裂縫起裂與擴(kuò)展規(guī)律研究[D]. 張影.東北石油大學(xué) 2016
[2]水平井水力裂縫起裂與延伸規(guī)律研究[D]. 張一鳴.東北石油大學(xué) 2014
[3]油頁(yè)巖原位開(kāi)采水熱力耦合模型與水力壓裂規(guī)律研究[D]. 李凱.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2011
[4]水平井壓裂起裂機(jī)理及裂縫延伸模型研究[D]. 那志強(qiáng).中國(guó)石油大學(xué) 2009



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