定向打孔压裂裂缝延伸规律及参数优化

发布时间：2019-11-30 16:00

【摘要】：我国有着约占剩余储量50%以上的十分丰富的低渗透油气资源,是我国油气勘探开发的重要部分。水力压裂改造是低渗油气井增产的主要措施之一,而水力喷射压裂是近年来提出的一种油气藏增产改造的新方法。针对大庆外围低渗透油田的砂体渗透率差异大、平面内相变快、砂体窄、分布零散的特点,开展了水力打孔压裂增产改造技术研究及现场应用。1.以水力打孔孔眼内裂缝起裂和延伸机理为基础,建立了水力打孔井筒周围应力场分布模型,从而确定裂缝的起裂压力和起裂角;计算得到破裂压力剖面,分析得出随着井深变化,地层破裂压力剖面的变化情况。2.建立水力喷射孔眼内裂缝延伸数学模型,并给出解法;分析了水力打孔压裂孔眼内破裂位置的影响因素。研究结果表明:储层地应力均质条件下水力打孔后压裂裂缝总是在孔眼与井壁接触面破裂且沿着最大水平主应力方向延伸;储层非均质是孔眼内形成裂缝的必要条件,也就是说要使水力打孔后压裂孔眼内某一位置形成裂缝,前提条件必须是储层非均质,即储层存在天然裂缝或地应力非均质。3.综合考虑地应力方向、岩石物性、沉积相带、孔眼几何参数等给出了系统的定向打孔压裂参数整体优化设计方法,现场选井进行试验取得较好的应用实效。本论文对低渗透油气藏增产改造、建立砂体之间有效沟通、提高开发效果具有重大意义。
【图文】：

东北石油大学工程硕士专业学位论文第一章 绪论.1 研究的目的及意义大庆外围油田属于低压力、低渗透、低丰度的油田。油田储层物性差，表现为储、隔层小且平面内砂体渗透率差异大、平面内相变快，砂体窄（一般小于 300m）分布零散。导致了单井控制面积小，井间沟通困难，采出井见效差。为了增加单井面积，提高单井产量，改善开发效果，需要建立砂体内部及砂体之间的有效沟通，体在地层中的流动提供便利条件，而水力喷射打孔压裂技术在井间可以通过多条平缝的构建，使裂缝控制的条带状范围向两侧扩展，促进井间、不同相间基质沟通。受储层发育和地应力的限制，常规井网压裂时，裂缝扩展方向大多数为东西方向图 1-1 所示，导致了南北方向的砂体之间难以产生沟通，因此需要在南北方向产生平行裂缝。以水平井压裂改造的过程中会形成多条平行裂缝的原理为参考，对于直样可以在油层建立通道，压裂后形成多条平行裂缝，如图 1-2 所示。水力喷射打孔在油层内形成几十米长的孔眼，建立通道。水力喷射打孔技术优势为：孔径大、穿，，不受地应力影响，可实现定向深穿透水力打孔。

第二章 破裂压力剖面预测研究续 2裂纹端部的应力强度分析是研究裂纹起裂的基础，本文主要针对Ⅰ型裂缝进行。建立如图 2-1 所示的坐标系（图中裂纹的张开程度被夸大了，因为尖锐的细裂纹弹性断裂力学不可分割的组成部分）。其中，裂纹前沿的直角坐标分量为 x ,y,z，标为 , 。破裂压力梯度 a 0.022~0.025MPa/ma 0.015~0.018MPa/m备注通常认为，水力压裂产生的裂缝均为张开型模式。对于不是平面或接近天然裂缝的复杂缝才为模式Ⅱ（滑开型）和模式Ⅲ（撕开型）。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE357

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 陈勉，陈治喜，黄荣樽;大斜度井水压裂缝起裂研究[J];石油大学学报(自然科学版);1995年02期

2 倪红坚,王瑞和;高压水射流射孔过程及机理研究[J];岩土力学;2004年S1期

本文编号：2567989