致密砂巖儲(chǔ)層具有低孔低滲的特征,水平井多裂縫壓裂是致密砂巖儲(chǔ)層油氣增產(chǎn)的重要手段,合理預(yù)測(cè)裂縫擴(kuò)展趨勢(shì)是進(jìn)行水力壓裂開采的關(guān)鍵.為了準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)水平井多裂縫壓裂過程中尖端應(yīng)力場(chǎng)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(chǔ)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(chǎng),進(jìn)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(shí)壓裂時(shí),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(kuò)展,兩側(cè)裂縫尖端的應(yīng)力集中有所增加.該研究深入認(rèn)識(shí)水平井多裂縫壓裂裂縫起裂和延伸機(jī)制,對(duì)制定壓裂方案具有一定的指導(dǎo)意義. 

【文章來源】：數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 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(jìn)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(chǔ)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(shí)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(shí)，中間位置的裂縫應(yīng)力干擾較明顯，不利ｆ裂縫進(jìn)一??步擴(kuò)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(jìn)一步擴(kuò)展．多裂縫壓裂時(shí)，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(duì)進(jìn)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(shí)的裂縫尖端應(yīng)力場(chǎng)，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(shí)，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(dá)到一定長度時(shí)，由�。芰渴睾愣ɡ恚芽p不??會(huì)無限制傳播，尖端應(yīng)力值急速下降，裂縫停止延仲及擴(kuò)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(shí)，中間裂縫受雙側(cè)應(yīng)力干擾時(shí)，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(dāng)多條裂縫壓裂時(shí)，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(kuò)展“推動(dòng)力”不足，中間裂縫擴(kuò)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(chǎng)分析模型，分析多條裂縫壓裂時(shí)裂縫尖端應(yīng)力情況

１３８??數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)??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(shí)裂縫所受應(yīng)力擾動(dòng)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(shí)壓裂不利于裂縫延伸擴(kuò)展．??２）在一定范圍內(nèi)，單側(cè)應(yīng)力干擾時(shí)，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(shí)，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(shí)，兩側(cè)裂縫較中間裂縫容易擴(kuò)展延仲，在方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)??設(shè)計(jì)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(shí)，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(xiàn)??Ｈ鄧燕，尹建，郭建春．水平井多段壓裂皮力場(chǎng)計(jì)算新模型Ｗ．巖土力學(xué)，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(kuò)展形態(tài)計(jì)算方法［Ｊ］．籍石力學(xué)＊ＩＸ接學(xué)報(bào)，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(qiáng)．含豎向裂縫的近水平層狀巖體邊坡的動(dòng)力學(xué)分析［Ｊ］．?土木工程學(xué)報(bào)，??２００６（７）：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水平井多段壓裂多裂縫擴(kuò)展形態(tài)計(jì)算方法[J]. 陳銘,胥云,翁定為.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[2]水平井多段壓裂應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算新模型[J]. 鄧燕,尹建,郭建春.  巖土力學(xué). 2015(03)
[3]含豎向裂縫的近水平層狀巖體邊坡的動(dòng)力學(xué)分析[J]. 邵江,周德培,周應(yīng)華,謝紅強(qiáng).  土木工程學(xué)報(bào). 2006(07)
[4]裂紋尖端附近區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分析[J]. 張對(duì)紅,劉鍇,張靜.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2001(09)

碩士論文
[1]脆性巖石裂紋尖端擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)的混沌動(dòng)力學(xué)分析[D]. 吳子科.山東科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3548117