天然裂缝影响下人工裂缝走向判别准则建立
发布时间：2020-12-31 13:39
非常规油气资源作为常规油气资源的替代能源,具有重要的开采价值。非常规储层通常具有低孔低渗的特征,需要借助水力压裂技术形成不规则、延伸方向复杂的网状裂缝以提高储层的渗透率,增加油气产量。人工裂缝与天然裂缝的作用方式直接影响着非常规储层的压裂效果。目前常规裂缝延伸判定准则通常只考虑了原始地应力作用下人工裂缝与天然裂缝的相互作用,考虑因素不够全面,模型判定结果与实际情况存在较大出入。因此,开展非常规储层人工裂缝在与天然裂缝在整个接触过程中的相互作用,建立更加完善的裂缝延伸判定准则对储层整体压裂设计具有指导意义。为深入研究储层压裂裂缝的扩展延伸规律及裂缝网络形成条件,本文通过建立的天然裂缝面力学模型,采用断裂力学理论分析了人工裂缝与天然裂缝相互作用后的扩展延伸方向,进而得出裂缝形成复杂网络结果的力学条件。主要研究内容如下:(1)基于弹性力学和断裂力学理论对天然裂缝周围应力分布进行了分析。分别研究了天然裂缝周围应力的全场式和近场式,针对裂缝间相互作用,选择更具科学性的应力作用方式。(2)基于断裂力学在考虑缝内流体压降的基础上建立了裂缝网络形成判别准则。天然裂缝能否张开决定了裂缝的延伸走向,通过对...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
总体技术路线图
天然裂缝周围应力分布第二章 人工裂缝尖端局部应力场分析2.1 裂缝扩展延伸模型2.1.1 裂缝基本类型进行裂缝问题的研究离不开基础的应力分析，这需要先确定裂缝类型，根据欧文（1957）对裂缝的分类，将裂缝归纳为三种基本类型。（1）张开型裂缝，又称 I 型裂缝，如图 2.1a 所示，裂缝在垂直表面的拉应力作用下张开。（2）内剪切裂缝，又称 II 型裂缝，如图 2.1b 所示，是在平行于裂缝表面的剪应力作用下形成的滑移型裂缝。（3）外剪切型或反平面裂缝，又称 III 型裂缝，如图 2.1c 所示，是裂缝在剪切应力的作用下裂缝表面互相滑移而形成的，剪切力的作用方向不一样。现场实际中，煤岩层压裂裂缝的开裂扩展方式不是上述三种模式中某一种单一的模式，而是两种或两种以上组合模式，但起主导作用的是 I 型与 I -II 型复合裂缝。
图 2.2 裂缝扩展模型缝宽方程缝缝宽方程是在裂缝的线弹性变形基础上建立的。对于线弹性应变，En立了在压力 P 作用下的缝宽方程[37]: 211 12 22 2 2 202 2 14 1LfL LL Lx LL L LL f dfp f dfW xGf I f f 了简化计算过程，假设裂缝在垂向上的变形相对独立且不存在相互影响高。忽略缝内垂向上的压力梯度，上述方程可简化为裂缝宽度与流体压力 1 22 214f nW z h z pG 把裂缝延伸方向定义为 x 轴，则裂缝截面中心处裂缝宽度可表述为: 1 f nh p x xW x
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石脆性对水力压裂裂缝影响的数值模拟实验[J]. 延新杰,李连崇,张潦源,李明,黄波,左家强. 油气地质与采收率. 2017(03)
[2]单轴加载条件下页岩层理角度对水力压裂缝扩展规律影响研究[J]. 万小乐,赫建明,郑博. 工程地质学报. 2017(01)
[3]水力裂缝与天然裂缝相互作用与影响[J]. 孙博,薛世峰,周博. 科学技术与工程. 2016(36)
[4]天然裂缝对页岩储层网状诱导缝的控制作用[J]. 梁利喜,黄静,刘向君,朱洪林,朱哲显. 成都理工大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]页岩气储层水力裂缝网络的延伸规律[J]. 夏彬伟,杨冲,卢义玉,宋晨鹏. 东北大学学报(自然科学版). 2016(08)
[6]层理性页岩气储层复杂网络裂缝数值模拟研究[J]. 李玉梅,吕炜,宋杰,李军,杨宏伟,于丽维. 石油钻探技术. 2016(04)
[7]人工裂缝逼近条件下天然裂缝破坏特征分析[J]. 仲冠宇,王瑞和,周卫东,杨焕强. 岩土力学. 2016(01)
[8]裂缝性页岩储层水力裂缝非平面扩展实验[J]. 侯冰,程万,陈勉,谭鹏,杨立峰. 天然气工业. 2014(12)
[9]基于断裂力学的页岩储层缝网延伸形态研究[J]. 程远方,常鑫,孙元伟,王欣. 天然气地球科学. 2014(04)
[10]水力裂缝逼近时天然裂缝稳定性分析[J]. 赵金洲,杨海,李勇明,王刚,伍洲. 天然气地球科学. 2014(03)
本文编号：2949701
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
总体技术路线图
天然裂缝周围应力分布第二章 人工裂缝尖端局部应力场分析2.1 裂缝扩展延伸模型2.1.1 裂缝基本类型进行裂缝问题的研究离不开基础的应力分析，这需要先确定裂缝类型，根据欧文（1957）对裂缝的分类，将裂缝归纳为三种基本类型。（1）张开型裂缝，又称 I 型裂缝，如图 2.1a 所示，裂缝在垂直表面的拉应力作用下张开。（2）内剪切裂缝，又称 II 型裂缝，如图 2.1b 所示，是在平行于裂缝表面的剪应力作用下形成的滑移型裂缝。（3）外剪切型或反平面裂缝，又称 III 型裂缝，如图 2.1c 所示，是裂缝在剪切应力的作用下裂缝表面互相滑移而形成的，剪切力的作用方向不一样。现场实际中，煤岩层压裂裂缝的开裂扩展方式不是上述三种模式中某一种单一的模式，而是两种或两种以上组合模式，但起主导作用的是 I 型与 I -II 型复合裂缝。
图 2.2 裂缝扩展模型缝宽方程缝缝宽方程是在裂缝的线弹性变形基础上建立的。对于线弹性应变，En立了在压力 P 作用下的缝宽方程[37]: 211 12 22 2 2 202 2 14 1LfL LL Lx LL L LL f dfp f dfW xGf I f f 了简化计算过程，假设裂缝在垂向上的变形相对独立且不存在相互影响高。忽略缝内垂向上的压力梯度，上述方程可简化为裂缝宽度与流体压力 1 22 214f nW z h z pG 把裂缝延伸方向定义为 x 轴，则裂缝截面中心处裂缝宽度可表述为: 1 f nh p x xW x
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石脆性对水力压裂裂缝影响的数值模拟实验[J]. 延新杰,李连崇,张潦源,李明,黄波,左家强. 油气地质与采收率. 2017(03)
[2]单轴加载条件下页岩层理角度对水力压裂缝扩展规律影响研究[J]. 万小乐,赫建明,郑博. 工程地质学报. 2017(01)
[3]水力裂缝与天然裂缝相互作用与影响[J]. 孙博,薛世峰,周博. 科学技术与工程. 2016(36)
[4]天然裂缝对页岩储层网状诱导缝的控制作用[J]. 梁利喜,黄静,刘向君,朱洪林,朱哲显. 成都理工大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]页岩气储层水力裂缝网络的延伸规律[J]. 夏彬伟,杨冲,卢义玉,宋晨鹏. 东北大学学报(自然科学版). 2016(08)
[6]层理性页岩气储层复杂网络裂缝数值模拟研究[J]. 李玉梅,吕炜,宋杰,李军,杨宏伟,于丽维. 石油钻探技术. 2016(04)
[7]人工裂缝逼近条件下天然裂缝破坏特征分析[J]. 仲冠宇,王瑞和,周卫东,杨焕强. 岩土力学. 2016(01)
[8]裂缝性页岩储层水力裂缝非平面扩展实验[J]. 侯冰,程万,陈勉,谭鹏,杨立峰. 天然气工业. 2014(12)
[9]基于断裂力学的页岩储层缝网延伸形态研究[J]. 程远方,常鑫,孙元伟,王欣. 天然气地球科学. 2014(04)
[10]水力裂缝逼近时天然裂缝稳定性分析[J]. 赵金洲,杨海,李勇明,王刚,伍洲. 天然气地球科学. 2014(03)
本文编号：2949701
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2949701.html
