致密砂巖儲層具有低孔低滲的特征,水平井多裂縫壓裂是致密砂巖儲層油氣增產(chǎn)的重要手段,合理預(yù)測裂縫擴展趨勢是進行水力壓裂開采的關(guān)鍵.為了準確認識水平井多裂縫壓裂過程中尖端應(yīng)力場變化,綜合考慮地應(yīng)力分布、井筒內(nèi)壓等因素,建立二維均質(zhì)流固耦合有限元數(shù)值分析模型.模擬了致密砂巖儲層不同裂縫半長、不同裂縫條數(shù)、不同裂縫間距及不同裂縫位置的應(yīng)力場,進一步分析裂縫尖端應(yīng)力干擾情況.結(jié)果表明,裂縫尖端附近存在明顯的應(yīng)力干擾現(xiàn)象,多裂縫同時壓裂時,裂縫半長越長,裂縫條數(shù)越多,裂縫間距越小,應(yīng)力干擾現(xiàn)象越明顯.中間位置裂縫應(yīng)力受附近裂縫的應(yīng)力干擾,裂縫尖端應(yīng)力集中值明顯降低,不利于裂縫延伸和擴展,兩側(cè)裂縫尖端的應(yīng)力集中有所增加.該研究深入認識水平井多裂縫壓裂裂縫起裂和延伸機制,對制定壓裂方案具有一定的指導意義. 

【文章來源】：數(shù)學的實踐與認識. 2020,50(17)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２水平井多裂縫壓裂爾意圖??為進一步明確多裂縫壓裂裂縫尖端應(yīng)力干擾情況，建立大慶外圍油田致密砂巖儲層ｍ??

裂縫條ｓ??圖７不：同位置染端應(yīng)力值分＃??如圖７所示，以壓裂２條裂縫時尖端應(yīng)力值為參考，兩側(cè)的裂縫的應(yīng)力值要ｆｉ著大于中??間位置裂縫的應(yīng)力值．在壓裂多條裂縫時，中間位置的裂縫應(yīng)力干擾較明顯，不利ｆ裂縫進一??步擴展．位Ｔ－兩側(cè)的裂縫，受到裂縫間的應(yīng)力干擾值較小，裂縫尖端的應(yīng)力集中較大，利Ｔ裂??縫進一步擴展．多裂縫壓裂時，兩側(cè)位置的裂縫長度大于中間裂縫??４．４裂縫間距??裂縫之間的距離影響著裂縫應(yīng)力干擾情況，制定合理的裂縫間距方案，減少應(yīng)力干擾情??況，對進一步增加裂縫改造Ｋ域有重要意義．建立了裂縫長度為２００ｍ，裂縫條數(shù)為３條的多??裂縫壓裂模型，分析裂縫間距為５〇ｍ，?１００ｍ，?ｌｆｉＯｍ，?２〇Ｏｍ，２５〇ｍ時的裂縫尖端應(yīng)力場，如下圖??所示．??１７期?花宇，等：水平井多裂縫尖端應(yīng)力千擾現(xiàn)象分析?１３７??由圖６可知，壓裂２條裂縫時，裂縫受單側(cè)應(yīng)力午擾，裂縫尖端應(yīng)力值影響不明＆．隨著??裂縫半長的增大，裂縫尖端應(yīng)力值增大，但屜咩達到一定長度時，由�。芰渴睾愣ɡ�，裂縫不??會無限制傳播，尖端應(yīng)力值急速下降，裂縫停止延仲及擴展．該地層條件合理的最大裂縫長度??為２００ｍ．壓裂３、５、７條裂縫時，中間裂縫受雙側(cè)應(yīng)力干擾時，尖端應(yīng)力值急劇下降，且隨著??裂縫條數(shù)的增加，應(yīng)力值降低．當多條裂縫壓裂時，尖端應(yīng)力值受壓裂長度影響不明這是??由ｆ兩側(cè)裂縫尖端應(yīng)力較大，抑制中間裂縫應(yīng)力增加，擴展“推動力”不足，中間裂縫擴展較??慢．??４．３裂縫位置??不同裂縫位置所受的應(yīng)力千擾情況大不相同，建立裂縫半長２００ｍ，壓裂２條裂縫、３條??裂縫、５條裂縫、７條裂縫的應(yīng)力場分析模型，分析多條裂縫壓裂時裂縫尖端應(yīng)力情況

１３８??數(shù)學的實踐與認識??５０卷??５０?１００?１５０?２００?２５０??裂縫間距（ｍ）??圖９不同間距裂縫應(yīng)力值??５結(jié)論??１）隨著裂縫條數(shù)增加，中間位實裂縫所受應(yīng)力擾動增大，裂縫尖端應(yīng)力集中值減�。�??于應(yīng)力干擾現(xiàn)象，多條裂縫同時壓裂不利于裂縫延伸擴展．??２）在一定范圍內(nèi)，單側(cè)應(yīng)力干擾時，隨著裂縫長度增加，裂縫尖端應(yīng)力值增大；雙側(cè)應(yīng)力??干擾時，尖端應(yīng)力值急劇下降，繼續(xù)增加裂縫條數(shù)，應(yīng)力值有所下降，但千擾變化情況不明顯．??３）中間位置的裂縫應(yīng)力干擾現(xiàn)象明顯，兩側(cè)裂縫應(yīng)力干擾情況較弱，且兩側(cè)裂縫應(yīng)力值??明顯髙Ｔ中間位置裂縫．多裂縫壓裂時，兩側(cè)裂縫較中間裂縫容易擴展延仲，在方案設(shè)計時應(yīng)??設(shè)計兩側(cè)的裂縫長度較長，中間裂縫長度較短．??４）裂縫間距較小時，應(yīng)力干擾現(xiàn)象明顯，隨著裂縫間距增加，中間位置的裂縫尖端應(yīng)力值??増加，兩側(cè)裂縫尖端應(yīng)力值影響不明顯．??參考文獻??Ｈ鄧燕，尹建，郭建春．水平井多段壓裂皮力場計算新模型Ｗ．巖土力學，２０１５，?３６（３）：?６．６６（１??Ｍ陳銘，胥云，翁定為．水平井多段壓裂多裂縫擴展形態(tài)計算方法［Ｊ］．籍石力學＊ＩＸ接學報，２０１６，?３５（Ｓ２）：??３９０６－３９１４．??［３］?Ｒｏｕｓｓｅｌ?Ｎ，?Ｓｈａｒｍａ?Ｍ．?Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ?ｔｏ?Ｍｉｎｉｍｉｚｅ?Ｆｒａｃ?Ｓｐａｃｉｎｇ?Ａｎｄ?Ｓｔｉｍｕｌａｔｅ?Ｎａｔｕｒａｌ?Ｆｒａｃｔｕｒｅｓ?ｉｎ??Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｓ?［Ｃ］，?２０１１．??［４］邵江，周德培，周應(yīng)華，謝紅強．含豎向裂縫的近水平層狀巖體邊坡的動力學分析［Ｊ］．?土木工程學報，??２００６（７）：

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3548117