本文選題：水平井 + 多裂縫　； 參考：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：水平井分段多簇壓裂是實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的核心技術(shù),目前對(duì)水平井多裂縫間干擾延伸規(guī)律沒(méi)有清晰認(rèn)識(shí),導(dǎo)致有些現(xiàn)場(chǎng)壓裂效果不理想。本文針對(duì)無(wú)限大均質(zhì)、各向同性頁(yè)巖儲(chǔ)層,運(yùn)用位移不連續(xù)方法建立了任意位置分布、任意長(zhǎng)度和任意間距的水力裂縫相互干擾下的誘導(dǎo)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算模型。并以裂縫之間應(yīng)力干擾為基礎(chǔ),運(yùn)用位移不連續(xù)方法計(jì)算裂縫寬度,利用有限差分方法來(lái)處理縫內(nèi)流體壓力分布,利用物質(zhì)平衡方程控制延伸時(shí)間,利用最大周向應(yīng)力準(zhǔn)則計(jì)算裂縫轉(zhuǎn)向角,通過(guò)迭代耦合方法實(shí)現(xiàn)多裂縫干擾延伸模擬。利用多裂縫干擾延伸模型對(duì)不同壓裂方式裂縫進(jìn)行延伸模擬并進(jìn)行相應(yīng)的影響因素分析,得到了以下主要成果:(1)利用改進(jìn)位移不連續(xù)方法計(jì)算單裂縫和多裂縫干擾下的誘導(dǎo)應(yīng)力分布。水力裂縫在原始最小水平主應(yīng)力方向誘導(dǎo)應(yīng)力的數(shù)值大于最大水平主應(yīng)力方向。水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力會(huì)降低裂縫附近原始水平應(yīng)力差異系數(shù)。通過(guò)位移不連續(xù)方法計(jì)算的多裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力遠(yuǎn)小于解析解線性疊加計(jì)算出來(lái)的誘導(dǎo)應(yīng)力。(2)利用裂縫轉(zhuǎn)向延伸模型模擬雙向受壓?jiǎn)瘟芽p延伸。結(jié)果顯示初始裂縫起裂方位與原始最大水平主應(yīng)力方向不一致時(shí),雙向受壓?jiǎn)瘟芽p在近井帶轉(zhuǎn)向原始最大水平主應(yīng)力方向轉(zhuǎn)向延伸。同時(shí)分析了水平應(yīng)力差和初始裂縫起裂方位對(duì)雙向受壓?jiǎn)瘟芽p轉(zhuǎn)向延伸裂縫形態(tài)的影響。(3)利用多裂縫干擾延伸模型對(duì)分段同時(shí)壓裂、分段順序壓裂、交替壓裂和拉鏈?zhǔn)酵綁毫逊謩e進(jìn)行延伸模擬。研究了裂縫干擾延伸軌跡、裂縫寬度和縫內(nèi)壓力分布情況。對(duì)影響裂縫延伸形態(tài)的水平應(yīng)力差和裂縫間距等因素進(jìn)行了定量分析,掌握了不同條件下裂縫延伸形態(tài)。本文較為系統(tǒng)的研究了多裂縫干擾延伸規(guī)律,研究結(jié)果對(duì)于水平井分段多簇壓裂設(shè)計(jì)具有較好的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Segmented multi-cluster fracturing in horizontal wells is the core technology to realize the commercial development of shale gas. At present, there is no clear understanding of the rules of interference and extension between multiple fractures in horizontal wells, which leads to the unsatisfactory fracturing effect in some fields.In this paper, the induced stress field model of hydraulic fractures with arbitrary location distribution, arbitrary length and arbitrary spacing is established by using displacement discontinuity method for infinite homogeneous and isotropic shale reservoirs.Based on the stress interference between fractures, the crack width is calculated by discontinuous displacement method, the fluid pressure distribution in the fracture is treated by the finite difference method, and the extension time is controlled by the material balance equation.The maximum circumferential stress criterion is used to calculate the steering angle of the fracture and the iterative coupling method is used to simulate the multi-crack interference extension.The multi-fracture interference extension model is used to simulate the fracture extension of different fracturing modes and the corresponding influencing factors are analyzed.The following main results are obtained: 1) the induced stress distribution under the interference of single crack and multiple cracks is calculated by using the improved displacement discontinuity method.The induced stress in the direction of the initial minimum principal stress is larger than that in the direction of the maximum horizontal principal stress.Hydraulic crack induced stress will reduce the original horizontal stress difference coefficient near the fracture.The induced stress of multiple fractures calculated by displacement discontinuity method is much smaller than that calculated by linear superposition of analytical solution.The results show that when the initial fracture initiation direction is not consistent with the original maximum horizontal principal stress direction, the bidirectional compression single fracture turns to the original maximum horizontal principal stress direction in the near well zone.At the same time, the influence of horizontal stress difference and initial fracture initiation orientation on the fracture morphology of bidirectional compression single fracture turning to extended fracture is analyzed.Alternate fracturing and zipper synchronous fracturing were simulated separately.The trajectory, width and pressure distribution of the fracture are studied.Quantitative analysis was made on the factors affecting fracture extension morphology, such as horizontal stress difference and fracture spacing, and the fracture extension morphology was mastered under different conditions.In this paper, the rules of multi-fracture interference extension are systematically studied, and the results are of practical significance for the design of multi-cluster fracturing in horizontal wells.
【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(lèi)號(hào)】：TE377

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本文編號(hào)：1733022