煤層氣是一種非常規(guī)油氣資源,具有非常大的開發(fā)潛力,國內(nèi)外學(xué)者對于煤層氣的開發(fā)開展了大量研究。水力壓裂是煤層氣開發(fā)的主要手段,它主要是通過注入高壓壓裂液壓裂地層形成裂縫,然后用攜砂液攜帶支撐劑充填裂縫以增加裂縫的導(dǎo)流能力。裂縫中支撐劑的沉積與分布對裂縫導(dǎo)流能力至關(guān)重要,目前對于煤層裂縫中支撐劑的分布運(yùn)移規(guī)律的研究主要集中在理論研究或數(shù)值模擬方面,而煤層中支撐劑的分布運(yùn)移物理實(shí)驗(yàn)研究較少,為此開展煤層中支撐劑的分布規(guī)律的物理實(shí)驗(yàn)研究十分必要。采用自主設(shè)計(jì)的支撐劑沉降物理模擬裝置進(jìn)行支撐劑在裂縫中的鋪設(shè)規(guī)律及影響因素的物模實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)以平衡高度、砂堤前緣坡度和砂堤前緣距離裂縫入口距離三個(gè)表征砂堤形態(tài)的參數(shù)為目標(biāo)參數(shù),系統(tǒng)研究了泵入排量、支撐劑密度、支撐劑粒徑、壓裂液粘度、砂比等因素對縫中鋪砂分布的影響規(guī)律。結(jié)果表明,對平衡高度影響最大的是支撐劑粒徑,而壓裂液粘度對平衡高度的影響較小。平衡高度隨著泵入排量和壓裂液粘度的增加而減小,隨著砂比、支撐劑密度和粒徑的增大而增大;平衡時(shí)間隨著泵入排量和壓裂液粘度的增大而增大,隨著砂比、支撐劑密度和粒徑的增大而減小。同時(shí)比較理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測量值發(fā)現(xiàn),實(shí)... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 煤層氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀
    1.3 支撐劑研究進(jìn)展
        1.3.1 支撐劑的尺寸
        1.3.2 支撐劑的基本類型
        1.3.3 支撐劑分布檢測技術(shù)
    1.4 支撐劑沉降運(yùn)移研究進(jìn)展
    1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第2章 支撐劑的沉降及運(yùn)移機(jī)理研究
    2.1 支撐劑的自由沉降機(jī)理
        2.1.1 牛頓流體中支撐劑的自由沉降
        2.1.2 在冪律流體中支撐劑顆粒的沉降
    2.2 支撐劑的沉降速度影響因素分析
        2.2.1 排量對顆粒沉降的影響
        2.2.2 粘度對顆粒沉降的影響
        2.2.3 縫寬對顆粒沉降的影響
        2.2.4 砂比對顆粒沉降的影響
        2.2.5 壁面對顆粒沉降的影響
        2.2.6 修正后的沉降速度
第3章 支撐劑沉降規(guī)律研究及軟件計(jì)算分析
    3.1 支撐劑在縫高上的分布
    3.2 支撐劑的平衡流速
    3.3 支撐劑的堆起速度
    3.4 支撐劑的平衡時(shí)間
    3.6 裂縫中支撐劑的輸送方程
    3.7 砂堤形成規(guī)律理論模型
    3.8 支撐劑沉降規(guī)律計(jì)算軟件編制
        3.8.1 軟件介紹
        3.8.2 影響支撐劑沉降高度的敏感性分析
第4章 支撐劑沉降室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)
    4.1 模擬裂縫實(shí)驗(yàn)機(jī)理
    4.2 實(shí)驗(yàn)裝置介紹
    4.3 砂堤形態(tài)的表征參數(shù)
    4.4 實(shí)驗(yàn)原理
    4.5 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
    4.6 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.7單因素支撐劑沉降模擬實(shí)驗(yàn)
        4.7.1 單因素支撐劑沉降實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.7.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.7.3 單因素支撐劑沉降實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比
    4.8多因素支撐劑沉降室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)
        4.8.1 多因素實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.8.2 多因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.8.3 多因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值對比
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]支撐劑在滑溜水中的運(yùn)移規(guī)律研究[J]. 趙俊,趙銀明,陳仙江.  長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版). 2017(17)
[2]單裂縫中攜砂液流動(dòng)規(guī)律研究[J]. 李鵬,蘇建政,張巖,張旭輝,魯曉兵.  力學(xué)與實(shí)踐. 2017(02)
[3]煤層氣壓裂中支撐劑沉降模型的對比與優(yōu)選[J]. 劉鈺豪,徐永馳,陳泓潔.  當(dāng)代化工. 2015(06)
[4]支撐劑在清潔壓裂液中的沉降規(guī)律[J]. 李小龍,肖雯,王凱,曲占慶,溫慶志,黃德勝.  大慶石油地質(zhì)與開發(fā). 2015 (02)
[5]通道壓裂砂堤分布規(guī)律研究[J]. 溫慶志,高金劍,黃波,胡藍(lán)霄,徐希.  特種油氣藏. 2014(04)
[6]清水壓裂中支撐劑輸送沉降行為的CFD模擬[J]. 張濤,郭建春,劉偉.  西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[7]滑溜水壓裂裂縫內(nèi)砂堤形成規(guī)律[J]. 溫慶志,胡藍(lán)霄,翟恒立,羅明良,陸斌.  特種油氣藏. 2013(03)
[8]頁巖氣藏壓裂支撐劑沉降及運(yùn)移規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[J]. 溫慶志,翟恒立,羅明良,胡藍(lán)霄,黃越,黃波,李佳琦.  油氣地質(zhì)與采收率. 2012(06)
[9]支撐劑回流及其在裂縫內(nèi)分布影響因素研究[J]. 王雷,張士誠.  新疆石油天然氣. 2012(02)
[10]壓裂支撐劑在裂縫中的沉降規(guī)律[J]. 溫慶志,羅明良,李加娜,李建軍,魏志文,田應(yīng)杰.  油氣地質(zhì)與采收率. 2009(03)

碩士論文
[1]煤層氣井壓裂液流動(dòng)和支撐劑分布規(guī)律研究[D]. 張鵬.中國石油大學(xué) 2011



本文編號：3229088