天然裂缝与人工裂缝相互作用机理及模型研究

发布时间：2017-12-26 11:39

  本文关键词：天然裂缝与人工裂缝相互作用机理及模型研究　出处：《东北石油大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：世界上有大量的油气资源储存在裂缝性储层中,天然裂缝的存在提高了储层的渗透率,是该类储层开采的主要流通孔道。在裂缝性储层水力压裂中,天然裂缝和人工裂缝间的相互作用是导致复杂裂缝网络形成的关键因素,但目前相互影响机理研究尚不完善。因此本文开展以人工裂缝和天然裂缝相互作用为核心的水力压裂机理及模型研究,以推动此类储层理论研究体系的发展。进行了以下几方面的研究:针对天然裂缝对裂缝起裂方式影响的研究,基于断裂力学理论,对比了不同起裂方式下起裂压力的计算模型,给出人工裂缝真实起裂方式的判断方法,解释了现场施工破裂压力低于岩石本体破裂压力的原因。针对天然裂缝对人工裂缝延伸影响的研究,基于弹性力学理论,建立了人工裂缝穿出天然裂缝判断准则,可预测压裂中人工裂缝能否直接穿出天然裂缝,并给出其穿出角度的计算方法。开展了交叉准则室内验证实验,实验结果与准则预测结果相吻合。根据二维的PKN、KGD模型分析了天然裂缝发育程度对人工裂缝几何形态的影响。研究发现:天然裂缝的发育程度越高,储层的渗透率及综合滤失系数越大,人工裂缝缝长及缝宽的损失增加。根据弹性力学理论,建立单条裂缝的诱导应力计算模型,通过力学叠加得到水平井多级压裂诱导应力计算模型,分析诱导应力的分布情况,并建立了诱导应力下近井地应力分布计算模型。视天然裂缝闭合程度为变量,建立了当人工裂缝逼近天然裂缝时,多级压裂诱导应力作用下的天然裂缝面应力场计算模型,并得到其解析解。天然裂缝稳定性影响因素的敏感性分析结果表明:天然裂缝在与人工裂缝相交之前就受到人工裂缝诱导应力的影响而发生剪切滑移。其中水平主应力比值、水平应力差值、净压力及逼近角的影响最显著,逼近角及逼近距离还会改变失稳中心点的位置。通过本文的研究对天然裂缝的开启规律有了新的认识,为建立准确、完善、系统的缝网压裂理论奠定基础。
【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

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本文编号：1337114