多分支缝水力压裂形成机制研究

发布时间：2017-10-12 12:24

  本文关键词：多分支缝水力压裂形成机制研究

  更多相关文章： 多分支缝 暂堵机理 起裂模型 近井筒 缝内转向 室内实验

【摘要】：水力压裂是低渗储层增产增注的重要措施,由于部分储层的地质条件复杂,使得常规压裂后无法明显提高产量,储层改造效果差。因此需要开展具有针对性的新型水力压裂措施研究。这对提高该类储层产量和促进水力压裂的发展具有积极意义。本文针对海拉尔油田低渗透储层常规水力压裂工艺改造效果不明显的问题,提出了一种多分支缝水力压裂施工工艺。论文首先以分析“纤维+颗粒”暂堵机理为基础,通过实验方法评价了“纤维+颗粒”暂堵剂的暂堵效果,研究认为固相颗粒的加入明显增强了暂堵效果,保持适当的纤维浓度对维持暂堵剂体系的暂堵效果至关重要,纤维具有一定降解能力,不会对储层造成伤害。采用理论和实验相结合的方法研究了多分支缝形成机制,基于断裂力学和弹性力学理论,在考虑人工裂缝诱导应力场的情况下,建立了近井筒地带多分支缝起裂力学模型,同时分析了多分支缝井筒起裂的影响因素,研究认为射孔角度越大,起裂压力越低;应力差越小、闭合应力越大,起裂角度越大,初始缝长对起裂角度影响不大。基于断裂力学理论,分析了裂缝尖端暂堵点应力场,根据复合应力理论建立了多分支缝缝内转向起裂模型,根据模型计算B14井缝内转向压裂分支缝起裂的起裂压力及起裂角。然后进行了多分支缝水力压裂大型物模实验研究,验证了多分支缝压裂的可行性,根据实验结果分析多分支缝起裂的影响因素,与建立的理论模型结论一致。最后将论文的研究结果同现场试验进行了对比分析。以B14井为例,应用近井筒多分支缝起裂力学模型计算了分支缝的起裂压裂为31.9MPa;真实起裂压力为33MPa,误差为3.3%;应用转向压裂起裂模型计算了转向压裂起裂压力为26.75MPa,真实值为28.9MPa,误差为7.4%;计算起裂角为39.8°,真实值为40.2°,误差为1.0%。S13井为例进行缝内多次多分支缝压裂计算,其三次缝内转向压裂起裂压力真实值与计算值误差较小,误差范围在1.1%~6.1%,理论计算值与真实值变化趋势相同。论文提出了应用暂堵手段形成多分支缝的水力压裂技术,并通过理论模型计算描述了多分支缝起裂规律,论文成果可以指导多分支缝水力压裂的设计及现场施工。
【关键词】：多分支缝 暂堵机理 起裂模型 近井筒 缝内转向 室内实验
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究的目的及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 暂堵剂的研究现状10-11
• 1.2.2 重复压裂的研究现状11-12
• 1.2.3 裂缝暂堵转向压裂的研究现状12-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-14
• 第二章 “纤维+颗粒”暂堵剂的暂堵机理分析14-20
• 2.1 “纤维+颗粒”的暂堵理论依据14-15
• 2.2 “纤维+颗粒”暂堵效果评价实验15-18
• 2.2.1 固相颗粒对暂堵效果的影响实验16-17
• 2.2.2 “纤维+颗粒”暂堵剂的突破压力17
• 2.2.3 “纤维+颗粒”暂堵剂的降解能力17-18
• 2.3 本章小结18-20
• 第三章 多分支缝压裂的起裂机理研究20-35
• 3.1 近井筒地带多分支缝起裂机理研究20-24
• 3.1.1 射孔完井条件下孔眼应力场分布20-21
• 3.1.2 人工诱导应力场分布21-23
• 3.1.3 近井筒地带多分支缝起裂力学模型23-24
• 3.2 初始缝内暂堵起裂机理研究24-28
• 3.2.1 暂堵点应力场分析25-26
• 3.2.2 缝内暂堵分支缝起裂力学模型26-28
• 3.3 多分支缝起裂的影响因素分析及实例计算28-32
• 3.3.1 多分支缝井筒起裂影响因素分析28-31
• 3.3.2 缝内暂堵分支缝起裂力学模型计算实例31-32
• 3.4 多分支缝起裂点位置确定32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 多分支缝水力压裂暂堵物模实验研究35-55
• 4.1 实验目的及实验设备35-37
• 4.1.1 实验目的35
• 4.1.2 实验设备35-36
• 4.1.3 实验材料36-37
• 4.2 实验室设计及实验流程37-39
• 4.2.1 实验设计37-38
• 4.2.2 实验流程38-39
• 4.3 实验结果及分析39-54
• 4.3.1 2#试样实验结果及分析39-42
• 4.3.2 3#岩样实验结果及分析42-44
• 4.3.3 6#岩样实验结果及分析44-47
• 4.3.4 8#岩样实验结果及分析47-50
• 4.3.5 9#岩样实验结果及分析50-53
• 4.3.6 实验结果汇总53-54
• 4.4 实验结果小结54-55
• 第五章 大规模多分支缝压裂现场试验55-62
• 5.1 B14井多分支缝压裂试验55-58
• 5.1.1 施工情况55-56
• 5.1.2 压裂结果分析56-58
• 5.2 S13井多分支缝压裂试验58-60
• 5.2.1 施工情况58-59
• 5.2.2 压裂结果分析59-60
• 5.3 本章小结60-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 发表文章目录67-69
• 致谢69-70

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本文编号：1018704