低渗透储层岩石气压致裂机制与增透效果研究
发布时间：2020-12-05 16:35
虽然我国非常规天然气资源储量巨大,但其开发面临气藏赋存条件复杂、储层渗透性极低以及气藏富集区水资源匮乏等一系列难题,迫切需要探索适合我国非常规天然气高效开发的非常规理论与技术。气体压裂作为一种无水压裂技术,与传统的水力压裂技术相比,不仅能够节约大量的水资源,还能够避免水力压裂产生的废水对地表及地下水体的污染,是当前低透储层压裂改造方法的一个研究热点,可能是解开我国非常规天然气资源开采瓶颈的钥匙。因此,本文针对低渗透储层岩石高效压裂改造的关键科学问题,综合运用室内实验、现场工业试验、理论分析和数值模拟方法,研究了低渗透储层岩石气压致裂机理,探索了气体压裂高质量改造低渗透储层岩石的方法,建立了定量评价低渗透储层岩石压裂改造后增透效果的理论和技术。取得的主要成果如下:（1）系统地分析了不同低渗透储层岩石水力压裂和气体压裂中裂纹启裂和扩展规律的差异。相比水力压裂,气体压裂中低渗透储层岩石的裂纹启裂压力明显降低,微裂纹的萌生和扩展更加活跃和剧烈,更易形成复杂、迂曲的对裂隙,验证了我国低渗透储层岩石气体压裂的可行性。（2）建立了储层岩石气体压裂裂纹启裂准则,揭示了裂纹启裂和扩展机理。基于I型裂纹的...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国页岩气、致密气和煤层气储层分布
2 低渗透储层岩石气体压裂可行性及压裂机理页岩而言，沿着垂直层理面钻取试样。随后，利用高速圆柱试样的一端面中央位置钻取直径 10mm，深 60mm，为提高钻取钻孔时的成品率，将钻孔直径减小至 5m，圆柱岩石的两端面的平行误差控制在 0.02mm 范围内误差则保证在 0.3mm 范围内。加工好的试样以及试样。
应 力 加 载 系 统水 力 压 裂 系 统水力压裂注 泵流量计 压力表图 2-4 试验系统示意图Figure 2-4 Diagram of the whole experimental system（a）应力加载试验机 （b）水力压裂泵注系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环气压下原煤微损伤及其破碎特性试验研究[J]. 滕腾,高峰,高亚楠,张志镇. 中国矿业大学学报. 2017(02)
[2]Molecular mechanism of adsorption/desorption hysteresis:dynamics of shale gas in nanopores[J]. Jie Chen,FengChao Wang,He Liu,HengAn Wu. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2017(01)
[3]Phenomenon of methane driven caused by hydraulic fracturing in methane-bearing coal seams[J]. Huang Bingxiang,Cheng Qingying,Chen Shuliang. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(05)
[4]DEM simulation of confining pressure effects on crack opening displacement in hydraulic fracturing[J]. Abdollahipour Abolfazl,Fatehi Marji Mohammad,Yarahmadi Bafghi Alireza,Gholamnejad Javad. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(04)
[5]微纳米孔隙空间三维表征与连通性定量分析[J]. 孙亮,王晓琦,金旭,李建明,吴松涛. 石油勘探与开发. 2016(03)
[6]页岩气开发机理和关键问题[J]. 张东晓,杨婷云,吴天昊,李想,赵俊良. 科学通报. 2016(01)
[7]页岩气储层改造的体破裂理论与技术构想[J]. 谢和平,高峰,鞠杨,谢凌志,杨永明,王俊. 科学通报. 2016(01)
[8]页岩水力压裂的关键力学问题[J]. 庄茁,柳占立,王涛,高岳,王永辉,付海峰. 科学通报. 2016(01)
[9]Influence of pore pressure on tensile fracture growth in rocks:a new explanation based on numerical testing[J]. Shou MA,Jianchun GUO,Lianchong LI,Leslie George THAM,Yingjie XIA,Chun’an TANG. Frontiers of Earth Science. 2015(03)
[10]超临界CO2压裂起裂压力模型与参数敏感性研究[J]. 陈立强,田守嶒,李根生,范鑫. 岩土力学. 2015(S2)
博士论文
[1]煤岩粗糙裂隙结构渗流性质的实验与LBM模拟研究[D]. 张钦刚.中国矿业大学(北京) 2016
[2]低渗透岩石的应力敏感性与孔隙结构三维重构研究[D]. 郑江韬.中国矿业大学(北京) 2016
[3]基于格子Boltzmann方法的页岩气微观流动机理研究[D]. 任俊杰.西南石油大学 2015
[4]低渗砂岩储层孔隙结构表征及应用研究[D]. 朱洪林.西南石油大学 2014
[5]岩石孔隙结构三维重构及微细观渗流的数值模拟研究[D]. 王金波.中国矿业大学（北京） 2014
[6]高能气体冲击煤体增透技术实验研究及应用[D]. 高坤.辽宁工程技术大学 2013
[7]多孔介质内多组分非均相反应流的格子Boltzmann方法研究[D]. 张婷.华中科技大学 2012
[8]多孔介质中流动的格子Boltzmann模拟[D]. 张云.中国石油大学 2011
[9]基于格子Boltzmann方法的非线性渗流研究[D]. 柴振华.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]基于LBM的致密砂岩渗流模拟研究[D]. 李旭.西安石油大学 2015
[2]岩石水和气体压裂破裂压力差异的理论和试验研究[D]. 林斌.中国矿业大学 2015
[3]中国非常规天然气开发能效分析及非管道运输方案评价[D]. 孙超.华南理工大学 2015
[4]基于高分辨率成像技术的页岩孔隙结构表征[D]. 陈强.西南石油大学 2014
本文编号：2899752
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国页岩气、致密气和煤层气储层分布
2 低渗透储层岩石气体压裂可行性及压裂机理页岩而言，沿着垂直层理面钻取试样。随后，利用高速圆柱试样的一端面中央位置钻取直径 10mm，深 60mm，为提高钻取钻孔时的成品率，将钻孔直径减小至 5m，圆柱岩石的两端面的平行误差控制在 0.02mm 范围内误差则保证在 0.3mm 范围内。加工好的试样以及试样。
应 力 加 载 系 统水 力 压 裂 系 统水力压裂注 泵流量计 压力表图 2-4 试验系统示意图Figure 2-4 Diagram of the whole experimental system（a）应力加载试验机 （b）水力压裂泵注系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环气压下原煤微损伤及其破碎特性试验研究[J]. 滕腾,高峰,高亚楠,张志镇. 中国矿业大学学报. 2017(02)
[2]Molecular mechanism of adsorption/desorption hysteresis:dynamics of shale gas in nanopores[J]. Jie Chen,FengChao Wang,He Liu,HengAn Wu. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2017(01)
[3]Phenomenon of methane driven caused by hydraulic fracturing in methane-bearing coal seams[J]. Huang Bingxiang,Cheng Qingying,Chen Shuliang. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(05)
[4]DEM simulation of confining pressure effects on crack opening displacement in hydraulic fracturing[J]. Abdollahipour Abolfazl,Fatehi Marji Mohammad,Yarahmadi Bafghi Alireza,Gholamnejad Javad. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(04)
[5]微纳米孔隙空间三维表征与连通性定量分析[J]. 孙亮,王晓琦,金旭,李建明,吴松涛. 石油勘探与开发. 2016(03)
[6]页岩气开发机理和关键问题[J]. 张东晓,杨婷云,吴天昊,李想,赵俊良. 科学通报. 2016(01)
[7]页岩气储层改造的体破裂理论与技术构想[J]. 谢和平,高峰,鞠杨,谢凌志,杨永明,王俊. 科学通报. 2016(01)
[8]页岩水力压裂的关键力学问题[J]. 庄茁,柳占立,王涛,高岳,王永辉,付海峰. 科学通报. 2016(01)
[9]Influence of pore pressure on tensile fracture growth in rocks:a new explanation based on numerical testing[J]. Shou MA,Jianchun GUO,Lianchong LI,Leslie George THAM,Yingjie XIA,Chun’an TANG. Frontiers of Earth Science. 2015(03)
[10]超临界CO2压裂起裂压力模型与参数敏感性研究[J]. 陈立强,田守嶒,李根生,范鑫. 岩土力学. 2015(S2)
博士论文
[1]煤岩粗糙裂隙结构渗流性质的实验与LBM模拟研究[D]. 张钦刚.中国矿业大学(北京) 2016
[2]低渗透岩石的应力敏感性与孔隙结构三维重构研究[D]. 郑江韬.中国矿业大学(北京) 2016
[3]基于格子Boltzmann方法的页岩气微观流动机理研究[D]. 任俊杰.西南石油大学 2015
[4]低渗砂岩储层孔隙结构表征及应用研究[D]. 朱洪林.西南石油大学 2014
[5]岩石孔隙结构三维重构及微细观渗流的数值模拟研究[D]. 王金波.中国矿业大学（北京） 2014
[6]高能气体冲击煤体增透技术实验研究及应用[D]. 高坤.辽宁工程技术大学 2013
[7]多孔介质内多组分非均相反应流的格子Boltzmann方法研究[D]. 张婷.华中科技大学 2012
[8]多孔介质中流动的格子Boltzmann模拟[D]. 张云.中国石油大学 2011
[9]基于格子Boltzmann方法的非线性渗流研究[D]. 柴振华.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]基于LBM的致密砂岩渗流模拟研究[D]. 李旭.西安石油大学 2015
[2]岩石水和气体压裂破裂压力差异的理论和试验研究[D]. 林斌.中国矿业大学 2015
[3]中国非常规天然气开发能效分析及非管道运输方案评价[D]. 孙超.华南理工大学 2015
[4]基于高分辨率成像技术的页岩孔隙结构表征[D]. 陈强.西南石油大学 2014
本文编号：2899752
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