基于结构面的岩体水力裂缝扩展行为及缝网形成研究

发布时间：2021-04-10 14:53

　　水力压裂技术在开采石油天然气领域应用广泛。随着常规石油天然气资源的枯竭,页岩油、页岩气等非常规油气资源在能源领域的地位日益凸显。由于页岩气油赋存的页岩的渗透率很小,将水力压裂技术应用于页岩气油的开发具有一定的困难。因此,针对水力压裂状态下页岩水力裂纹的扩展进行研究有着很重要的意义。本文主要采用计算机模拟的方法,以当下的研究热点——页岩岩体作为对象。系统研究了含有单一天然裂隙、两条天然裂隙以及同时含有一条天然裂隙和一条节理条件下的岩石内水力裂纹的起裂和扩展现象,并将模拟结果和文献中的物理实验结果进行对比,在一定程度上验证了数值模拟结果的可信性。结合起裂压力,对天然裂隙和最大主应力夹角不同条件下所呈现出来的数值模拟结果进行了分析,并根据孔隙水压力云图和最小主应力云图,描述了水力裂纹的走向并分析了裂纹尖端破裂时的应力状态。通过对含有单裂隙、两条正交裂隙、节理和裂隙正交三种条件下的页岩岩体在水力压裂下所呈现出来的现象进行分析和总结发现,这三种条件对水力裂纹的起裂和扩展的影响都只是暂时的,最终裂缝的扩展方向都将与最大水平主应力的方向趋于一致。借助将数值模拟结果和物理实验结果相对比的方法,岩石破裂... 

【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Hugoton油气田进行首次水力压裂作业Fig.1.2FirsthydraulicfracturingoperationinHugotongasfield

原理为凭借地面的高压泵组，在井中注入流量远高出地层，如此在井底会形成高压，当井底压力能够同时满足改造井及同层岩体的抗张强度时，将会在井底附近的地层产生裂缝剂的压裂液体，水力裂纹将随着压裂液继续向前扩展且在已撑剂，当压裂液停止注入时，水力裂纹会闭合在支撑剂上，生成具备特定导流能力和长度及内部含有支撑剂的填砂裂缝增产增注（图 1.3）目的的工艺措施。

3图 1.4 水力压裂增产原理Fig.1.4 Stimulation principle of hydraulic fracturing年，Stanolind 石油公司第一次将水力压裂技术应用到工业生


本文编号：3129839