為研究多裂縫擴展時應(yīng)力干擾下裂縫延伸規(guī)律及形態(tài)影響因素,應(yīng)用擴展有限元方法,結(jié)合斷裂力學(xué)最大主應(yīng)力斷裂準則,建立多裂縫擴展的流固耦合模型。結(jié)果表明:多裂縫擴展方向在近井帶相互排斥,且隨液體的注入,裂縫的長度和寬度變大,受地層濾失影響,裂縫增長速度逐漸減小。裂縫形態(tài)受巖石力學(xué)參數(shù)及工程因素影響,當(dāng)彈性模量較大時,裂縫擴展長度和寬度有所增加;當(dāng)泊松比較大時,易形成中間長、兩側(cè)短的裂縫形態(tài);當(dāng)?shù)貞?yīng)力差較小時,兩側(cè)裂縫轉(zhuǎn)向角度較大。裂縫間距越小,裂縫間擴展時相互競爭越激烈;注入速度越大,裂縫尺寸越增加。該結(jié)果為油田合理制定施工方案、提高油氣采收率提供依據(jù)。 

【文章來源】：東北石油大學(xué)學(xué)報. 2020,44(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

水力壓裂二維模型示意

根據(jù)擴展有限元動態(tài)模型,分析不同位置裂縫形態(tài)及應(yīng)力分布,不同時間步的儲層地應(yīng)力分布及裂縫形態(tài)見圖2。壓裂初期,裂縫同時擴展,由于未受應(yīng)力干擾影響,3條裂縫沿最大主應(yīng)力方向擴展;隨裂縫形態(tài)的增長,縫間應(yīng)力干擾增大,在分析步為100時,兩側(cè)裂縫開始偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大,至分析步結(jié)束時,中間裂縫沿垂直于最大主應(yīng)力方向擴展,兩側(cè)裂縫發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)。同時,對比不同時間步的應(yīng)力場分布,隨裂縫的擴展,裂縫附近的應(yīng)力增加,改變的應(yīng)力場區(qū)域增加。2 巖石力學(xué)性質(zhì)對裂縫形態(tài)的影響

模擬彈性模量分別為19、21、23 GPa時的多裂縫擴展裂縫形態(tài),分析不同位置的裂縫長度和裂縫寬度對裂縫形態(tài)的影響(見圖3)。由圖3可知,當(dāng)彈性模量較大時,中間裂縫形成的裂縫長度增加,兩側(cè)位置的裂縫長度也增加,說明彈性模量較大有利于裂縫的整體擴展。這是由于彈性模量是衡量巖石抵抗彈性變形能力大小的尺度,彈性模量越大,發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大,即脆性指數(shù)較高,有利于內(nèi)部裂縫的傳播擴展。2.2 泊松比

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水平井壓裂裂縫起裂及延伸規(guī)律模擬實驗研究[J]. 董丙響,楊柳,李偉,周勛,徐昊垠.  特種油氣藏. 2019(06)
[2]基于擴展有限元的水平井改進拉鏈式壓裂數(shù)值模擬[J]. 馮其紅,李東杰,時賢,王森,徐世乾,秦勇,安杰.  中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]儲層非均質(zhì)性和各向異性對水力壓裂裂紋擴展的影響[J]. 張樹翠,孫可明.  特種油氣藏. 2019(02)
[4]水平井中多條裂縫同步擴展時裂縫競爭機制[J]. 程萬,蔣國盛,周治東,魏子俊,張宇,王炳紅,趙林.  巖土力學(xué). 2018(12)
[5]水力壓裂裂縫相互干擾應(yīng)力陰影效應(yīng)理論分析[J]. 于永軍,朱萬成,李連崇,魏晨慧,代風(fēng),劉書源,王衛(wèi)東.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(12)
[6]薄互層儲層水平井壓裂裂縫延伸規(guī)律模擬分析[J]. 李連崇,張潦源,黃波,馬收,夏英杰.  地下空間與工程學(xué)報. 2016(06)
[7]基于擴展有限元的頁巖水平井壓裂裂縫擴展模擬[J]. 魏波,陳軍斌,謝青,張杰,王漢青,趙逸然.  西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[8]頁巖儲層可壓性評價關(guān)鍵指標體系[J]. 侯冰,陳勉,王凱,李丹丹.  石油化工高等學(xué)校學(xué)報. 2014(06)
[9]清水壓裂多場耦合下裂縫擴展規(guī)律數(shù)值模擬分析[J]. 李士斌,李磊,張立剛.  石油化工高等學(xué)校學(xué)報. 2014(01)
[10]考慮裂縫干擾的氣藏壓裂水平井產(chǎn)能預(yù)測模型[J]. 王樹平,史云清,嚴謹,鄭榮臣.  大慶石油學(xué)院學(xué)報. 2012(03)



本文編號：3462013