本文關(guān)鍵詞：川東北須二段裂縫性致密氣藏破裂壓力預(yù)測(cè)研究

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【摘要】：川東北須二段儲(chǔ)層為砂巖和泥巖夾煤層組合的特低孔致密氣藏,天然裂縫發(fā)育。水力壓裂是投產(chǎn)的必要手段,而其天然裂縫發(fā)育的特征給儲(chǔ)層增產(chǎn)改造帶來不少挑戰(zhàn)。因此,需要對(duì)裂縫性儲(chǔ)層的相關(guān)特征展開研究并加深對(duì)儲(chǔ)層巖石破裂方面的認(rèn)識(shí)。本文首先對(duì)川東北地區(qū)須二段地質(zhì)概況進(jìn)行了歸納總結(jié),通過對(duì)目的儲(chǔ)層現(xiàn)場(chǎng)取芯,進(jìn)行了相關(guān)的巖石力學(xué)室內(nèi)實(shí)驗(yàn);針對(duì)其天然裂縫發(fā)育的特質(zhì),探討了天然弱面對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的影響,并從多角度分析和總結(jié)了巖樣在室內(nèi)壓縮實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的多種破壞模式。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定儲(chǔ)層地應(yīng)力特征,并通過巖心觀測(cè)進(jìn)行了天然裂縫的發(fā)育情況評(píng)價(jià),從而獲取了儲(chǔ)層基本特征參數(shù)。隨后,考慮鉆井和射孔引起的應(yīng)力集中、液體內(nèi)壓引起的應(yīng)力以及壓裂液從孔眼滲濾引起的附加應(yīng)力,并特別考慮了壓裂液從天然裂縫面滲濾所引起的附加應(yīng)力,建立了直井套管射孔完井的孔眼圍巖應(yīng)力場(chǎng)分布的計(jì)算模型,使用之前獲取的儲(chǔ)層基本特征參數(shù)進(jìn)行了應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算和相關(guān)影響因素分析。根據(jù)建立的應(yīng)力場(chǎng)分布模型,在不同的破裂模式下選用不同的破裂準(zhǔn)則,建立了針對(duì)裂縫性地層的破裂壓力計(jì)算模型,并進(jìn)行了破裂壓力的計(jì)算和相關(guān)影響因素分析。最后,將本文提出的破裂壓力預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于目標(biāo)區(qū)塊的現(xiàn)場(chǎng)壓裂井,并與現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。本文通過以上研究,得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):(1)川東北地區(qū)須二段的砂巖孔隙度以及滲透率較低,儲(chǔ)層整體致密,屬異常高壓氣藏,地層總體封閉條件好;該層位多發(fā)育有高角度縫,天然裂縫優(yōu)勢(shì)走向與最大水平主應(yīng)力方向基本一致。三軸壓縮實(shí)驗(yàn)中,弱面的存在使得巖樣破壞形態(tài)更為復(fù)雜,出現(xiàn)多種破裂模式。(2)應(yīng)力的變化主要集中在1～3倍井眼/射孔半徑的范圍內(nèi),隨著距井眼/射孔的距離增大,地層中巖石三向正應(yīng)力逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)孔深不同時(shí),隨著孔深增加,孔眼圍巖應(yīng)力場(chǎng)的分布整體變化趨勢(shì)基本不變,但在數(shù)值上的變化范圍減小。由于壓裂液從裂縫滲濾,裂縫周圍巖石的孔隙壓力相應(yīng)增大,從而形成附加應(yīng)力場(chǎng),以裂縫為中心成橢圓遞減分布。(3)裂縫性地層存在三種起裂模式:從巖石本體起裂、沿天然裂縫剪切起裂與沿天然裂縫張性起裂。對(duì)于從巖石本體起裂的情況,最優(yōu)射孔方位是最大水平主應(yīng)力方向,水力裂縫是從孔眼根部起裂,位置是上下垂直方向的方位。根據(jù)川東北須二段儲(chǔ)層的基本情況,如果孔眼與天然裂縫相交,計(jì)算結(jié)果顯示裂縫起裂的方式的最大可能性為沿天然裂縫剪切起裂。(4)與現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果顯示,本文提出的模型能有效預(yù)測(cè)川東北須二段的破裂模式和破裂壓力,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和后續(xù)研究都具有推廣價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE37

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本文編號(hào)：1282903