M区块压裂地质特征及裂缝扩展规律数值模拟研究

发布时间：2020-08-11 15:03

【摘要】：某油田M区块C6致密砂岩储层在开发前期产液量较低,其产量少于20t/d的低产井占总生产井数的85%以上,对压裂改造效果的影响因素认识不清。本研究针对M区块压裂地质特征开展了岩石物理力学性质测试实验与非均质性分析,针对裂缝扩展规律开展了数值模拟研究。具体研究内容如下:实验测定了M区块C6储层岩石物理力学性质。以巴西劈裂实验、三轴应力实验、Kaiser效应声发射实验为手段,给出了C6储层天然岩心的抗张强度、弹性模量、泊松比、最大水平主应力、最小水平主应力与垂向应力,同时计算了岩石的粘聚力、脆度与内摩擦角,为储层代表井压裂地质特征参数预测提供了先决条件。通过岩石物理力学性质测定结果与现场测井资料相结合的手段,建立了M地区岩石物理力学性质参数的预测方法,量化分析了储层纵向层间、层内非均质性及平面非均质性。分析结果表明,M区块C6储层各小层岩石物理力学性质纵向及平面非均质性较强,纵向非均质程度强于平面非均质程度。利用有限元方法求解了真三维裂缝扩展模型,采用ABAQUS软件实现了水力压裂裂缝扩展的真实模拟。分别模拟了M区块C6储层现场条件下不同弹性模量差对水力压裂裂缝扩展的影响、不同层间应力差/弹性模量对压裂液穿层厚度的影响及天然裂缝对水里压裂裂缝延伸的影响。结果表明弹性模量由低变高缝宽减小、弹性模量差导致裂缝剖面呈现凹凸形态并导致界面处过砂困难、弹性模量差越大裂缝缝高越小;同等条件下储层厚度越厚、施工排量越大、层间应力差越大、层间弹性模量差越大,压裂液穿层厚度越大;地层裂缝内净压力、裂缝逼近角及天然裂缝壁面摩擦系数一定时,随着地层应力差增加,天然裂缝开启难度逐渐减小;地层裂缝内净压力、地层应力差及天然裂缝壁面摩擦系数一定时,随着裂缝逼近角增加,天然裂缝开启难度逐渐减小。同时裂缝内净压力4MPa时为天然裂缝开启转折点,小于4MPa后天然裂缝将不会开启,水力裂缝将穿过天然裂缝延原方向延伸。本研究思路及成果对致密砂岩油藏改造过程中选层选段研究及提高增产效率具有借鉴意义和工程指导价值。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE357.1
【图文】：

技术路线图

示意图,巴西圆盘,受力,示意图

从而对致密油气藏实验用下达到破坏时所能承受的最大值等于达到破坏时的最大轴向拉AttP 直接实验和间接实验两类，由于直于夹具内所产生的应力过于集中用试件加工方便且较为常用的劈裂部产生垂直于压应力方向的拉应张强度很低，试件最终因拉应力 2.1 所示。

劈裂,实验机,巴西,圆盘

m。荷 P 作用下，圆盘中心 O 处有 r1= r2= 0.5D，1 =2 =0，因此可得：水平拉应力：2xPDL 水平压应力：6yPDL 受力分析计算可知，圆盘中心处的拉应力为压应力的 1/3，而抗张强度度的 1/10~1/20，小于圆盘中心压应力，因此可知试件为劈裂式破坏，劈裂实验中试件破坏时所受水平拉应力，即：抗张强度：t2PR DL张强度测试实验结果强度测试实验取自 M 区块 C6 储层不同井，实验仪器及样本情况如下

【参考文献】