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低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究

我国低渗油藏资源丰富,其有效开发依赖于水力压裂技术的应用。在胜利油田,主要低渗油藏类型有滩坝砂、砂砾岩、浊积岩、泥页岩等,其水力压裂改造效果与水力裂缝的扩展特征密切相关。水力裂缝在扩展过程中受地应力、储层岩性、物性、天然裂缝等不可控地质因素以及施工排量、压裂液粘度、射孔条件等可控施工因素的影响,其扩展特征不易预测。本文首先运用数值模拟方法研究了水力裂缝的复杂性及其受地应力和天然裂缝的影响,其次研究了岩石脆性对水力裂缝扩展特征的影响,随后研究了作为胜利油田当前重点开发对象的砂砾岩的储层特性、水力裂缝扩展模式,并借鉴部分页岩储层改造复杂缝的思想尝试在巨厚砂砾岩储层中改造复杂缝,最后针对多薄砂砾岩储层改造的难点进行分析和数值模拟研究。主要工作和研究成果如下:(1)运用结合了数字图像技术和有限元方法的数值模拟方法研究了复杂水力裂缝的形成过程,发现天然裂缝很大程度上控制了水力裂缝的扩展路径,根据声发射场特征揭示了天然裂缝在水力作用下的破坏  (本文共187页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南理工大学
河南理工大学

裂隙煤岩多级水力裂缝形成过程及机理研究

裂隙煤岩多级水力裂缝的形成过程和扩展特征对煤系气储层压裂增透效果以及煤岩定向水力致裂成效具有关键影响作用。为研究裂隙煤岩中多级水力裂缝的形成过程及形成机理,通过现场调研、实验室试验以及类比分析等方式,研究了裂隙煤岩的多尺度结构特征对水力裂缝的控制作用;提出了一种简便的内聚力单元全局和局部嵌入算法及模拟缝网压裂的孔压节点合并法;建立了用于裂隙煤岩水力压裂的裂缝扩展损伤模型,包括拉剪混合损伤模型和基于巴顿模型的天然裂缝压剪损伤模型,编写了USDFLD用户子程序;提出了非连续共轭节理网络、正交割理网络及Voronoi裂隙网络的数值建模方法;研究了水力裂缝的应力扰动范围,讨论了多缝压裂的模型边界效应;对裂隙煤岩多级水力裂缝的形成过程进行了数值模拟试验,研究了层理、非连续共轭节理网络、割理系统等天然裂缝网络特征对水力裂缝形成过程的影响,分析了天然裂缝粗糙度、方向及地应力对缝网形态、影响宽度、水力裂缝分叉过程、张拉和剪切裂缝比例、次级裂缝特...  (本文共215页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国矿业》2021年04期
中国矿业

压裂过程中储层压力场变化对水力裂缝扩展的影响

非常规油气资源开发过程中,通过水力压裂形成复杂裂缝网络是实现高效开发的关键技术之一,压裂过程中储层压力场的变化对裂缝扩展具有重要影响。本文基于扩展有限元理论,建立耦合损伤-滤失-应力的水力压裂裂缝动态扩展模型,研究储层压力分布对同步压裂和顺序压裂过程中裂缝动态扩展、起裂压力和延伸压力影响,对比...  (本文共6页) 阅读全文>>

《油气藏评价与开发》2019年06期
油气藏评价与开发

储层溶洞对水力裂缝扩展路径影响的实验研究

为了研究溶洞和泵注排量对水力裂缝扩展路径及起裂压力的影响,以水泥、细沙和水为原材料制作了A、B两组200 mm×200 mm×200 mm的立方体水力压裂试件,每组为相同2个。其中,A组为完整试件,B组为带溶洞试件(浇筑过程中预埋PVC管,养护好后凿除以模拟天然溶洞),对每组两个试件分别在排量为7.5 mL/min...  (本文共5页) 阅读全文>>

《应用力学学报》2020年03期
应用力学学报

节理发育地层水力裂缝扩展数值研究

在进行岩石地层水力压裂过程中往往会遇到许多天然节理弱面,水力裂缝遇到天然节理弱面时裂缝扩展形态会发生变化。为研究节理发育地层水力压裂裂缝扩展形态,采用ABAQUS软件进行数值研究,通过Python编制了嵌入全局Cohesive孔压单元的程序,利用Cohesive孔压单元的损伤开裂模拟裂缝的扩展,并介绍了编程时进行节点分裂的规则及生成Cohesiv...  (本文共8页) 阅读全文>>

《钻采工艺》2020年02期
钻采工艺

水力裂缝高度关键影响因素不确定性分析

水平井多级水力压裂工艺是实现致密油气等非常规油气资源经济开发的主要技术手段之一,而储层中层理面是影响水力裂缝纵向扩展的关键因素之一。针对水力裂缝穿层问题,以ABAQUS软件为平台,基于损伤力学方法的黏性单元模拟裂缝沿高度方向的起裂和扩展...  (本文共5页) 阅读全文>>