弱胶结疏松砂岩储层变形破坏机理研究
发布时间：2020-12-31 15:57
弱胶结疏松砂岩具有孔隙度大,渗透率高的特点,且不同于胶结较好的岩石,其胶结很弱,塑性较强。当在其储层进行水力压裂施工时,对储层岩石变形破坏机理认识尚有不足,缺乏能准确反映水力裂缝延伸的数值模型,不能对压裂充填工艺提供较好的指导。本文针对弱胶结疏松砂岩水力裂缝延伸问题,开展了相应物性和岩石力学室内实验研究,并与现场统计资料进行比对,确定合适的物性演化方程和本构模型;在此基础上,模拟不同实验条件下数值岩心变形破坏过程,验证本构模型适用性;展开水力压裂室内实验,确定注压裂液条件下岩石主要破坏形式,并基于多孔弹塑性理论,内聚力模型和物性演化方程,建立全耦合多孔弹塑性有限元模型来研究水力裂缝扩展和岩石变形破坏,并考虑了拉伸破坏,剪切膨胀,应变硬化和非线弹性变形。通过对地质因素（地应力差异水平和历史固结程度）和施工因素（压裂液类型和注入速率）进行研究,认为压裂液类型主导水力裂缝类型。注入高效率和低效率压裂液可以导致两种不同形式的剪切膨胀,且剪切膨胀都先于拉伸破坏发生。压实效应对渗透率影响微弱,但对水力裂缝形态影响较大,和常规多孔弹性和弹性模型差异较大。历史胶结程度会影响岩石强度,且在超固结的情况下...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）和（ｂ）都是剪切裂缝条带，（ｃ）压裂裂缝扩展概念模型??
注入的牛顿流体发生毙全滤失，如１．３?（ａ）；而窩排量柱入牛顿流体时起??裂压力很高，未观察到明显的拉伸型裂缝，只产生形态异常曲折的剪切裂缝条带，??裂缝随机分叉现象明显，如图１．３?（ｂ）；注入泥浆会诱导很高的注入压力，井眼??发生明显的膨胀变形，怛很难产生裂缝，如图１．３?（ｃ）；注入交联瓜胶溶液并加??入固相颗粒后，易于拉伸型裂缝产虫，如图１．３?（ｄ）。研究最终认为高勒度，添??加闺相颗粒和抗滤失剂（或造壁性良好）的流体有利乎形态规则的拉伸型裂缝产??生６?Ｐａｔｅｒ等人（２００７）?［２３］发现注入过程既可能发生完全滤失也珂能形成裂缝，裂??缝形态可能是形态复杂的剪切条带也可能是形状简单拉伸型裂缝；与胶结良好的??岩石相比，其延伸压力很高。??Ｗ?（ｂ）??低效压裂液，低注入速率?低液高注入速率??无裂缝，完全滤失?剪麵缝条带????Ｓｏｎ?？０＆，／?－１３Ｓ?Ｓｏｗ?＞１０．２?－？？???（ｃｌ）?（ｃ２）：：高注入速率注．八泥黎溶液??一?
图１．４本文的技术路线??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｍａｓｔｅｒ?ｔｈｅｓｉｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]压裂及高速水充填防砂在蓬莱油田侧钻井中的应用[J]. 车争安,修海媚,孟召兰,谭才渊,陈胜宏. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2016(03)
[2]渤海蓬莱油田防砂历程及机理研究[J]. 车争安,修海媚,孟召兰,沈小军,吴双. 钻采工艺. 2016(01)
[3]弱胶结高渗疏松砂岩人造岩心制作新技术[J]. 熊钰,王帅,耿站立,王守磊,徐宏光. 地球物理学进展. 2015(03)
[4]疏松砂岩水力压裂裂缝形态研究综述[J]. 张卫东,杨志成,魏亚蒙. 力学与实践. 2014(04)
[5]大尺寸石英砂环氧树脂胶结人造岩心制备技术研究及应用[J]. 李芳芳,杨胜来,高旺来,葛林文,陈浩,章星. 科学技术与工程. 2013(03)
[6]基于ABAQUS土体数值分析的本构模型[J]. 刘世涛,程培峰. 低温建筑技术. 2010(02)
[7]人造岩心制备技术研究[J]. 梁万林. 石油仪器. 2008(02)
[8]新庄储层疏松砂岩岩心制作新技术[J]. 邱建君,魏春禺,陈新安. 钻采工艺. 2007(02)
[9]疏松砂岩室内岩心制作方法[J]. 张国新,蒋建宁,郭进忠,何振奎,邓新华,张庆良,邱正松. 钻井液与完井液. 2007(01)
[10]压裂充填技术在疏松地层中的应用[J]. 刘鹏,马英文,张亮,张超,龚莲芬. 石油钻采工艺. 2006(04)
博士论文
[1]疏松砂岩注水井增注合理注入压力预测技术研究[D]. 孙金.中国石油大学(北京) 2016
[2]疏松砂岩脱砂压裂实验与数值模拟研究[D]. 曲连忠.中国石油大学 2009
[3]压裂充填防砂与增产技术研究[D]. 焦国盈.西南石油学院 2005
硕士论文
[1]下加载面修正剑桥模型在ABAQUS中的二次开发及应用[D]. 曹伟.哈尔滨工业大学 2014
[2]疏松砂岩储层不同压实作用下物性变化实验研究[D]. 冯凯.西南石油大学 2014
[3]埕岛油田高速水充填防砂技术研究与应用[D]. 梁立民.中国石油大学(华东) 2013
本文编号：2949900
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）和（ｂ）都是剪切裂缝条带，（ｃ）压裂裂缝扩展概念模型??
注入的牛顿流体发生毙全滤失，如１．３?（ａ）；而窩排量柱入牛顿流体时起??裂压力很高，未观察到明显的拉伸型裂缝，只产生形态异常曲折的剪切裂缝条带，??裂缝随机分叉现象明显，如图１．３?（ｂ）；注入泥浆会诱导很高的注入压力，井眼??发生明显的膨胀变形，怛很难产生裂缝，如图１．３?（ｃ）；注入交联瓜胶溶液并加??入固相颗粒后，易于拉伸型裂缝产虫，如图１．３?（ｄ）。研究最终认为高勒度，添??加闺相颗粒和抗滤失剂（或造壁性良好）的流体有利乎形态规则的拉伸型裂缝产??生６?Ｐａｔｅｒ等人（２００７）?［２３］发现注入过程既可能发生完全滤失也珂能形成裂缝，裂??缝形态可能是形态复杂的剪切条带也可能是形状简单拉伸型裂缝；与胶结良好的??岩石相比，其延伸压力很高。??Ｗ?（ｂ）??低效压裂液，低注入速率?低液高注入速率??无裂缝，完全滤失?剪麵缝条带????Ｓｏｎ?？０＆，／?－１３Ｓ?Ｓｏｗ?＞１０．２?－？？???（ｃｌ）?（ｃ２）：：高注入速率注．八泥黎溶液??一?
图１．４本文的技术路线??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｍａｓｔｅｒ?ｔｈｅｓｉｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]压裂及高速水充填防砂在蓬莱油田侧钻井中的应用[J]. 车争安,修海媚,孟召兰,谭才渊,陈胜宏. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2016(03)
[2]渤海蓬莱油田防砂历程及机理研究[J]. 车争安,修海媚,孟召兰,沈小军,吴双. 钻采工艺. 2016(01)
[3]弱胶结高渗疏松砂岩人造岩心制作新技术[J]. 熊钰,王帅,耿站立,王守磊,徐宏光. 地球物理学进展. 2015(03)
[4]疏松砂岩水力压裂裂缝形态研究综述[J]. 张卫东,杨志成,魏亚蒙. 力学与实践. 2014(04)
[5]大尺寸石英砂环氧树脂胶结人造岩心制备技术研究及应用[J]. 李芳芳,杨胜来,高旺来,葛林文,陈浩,章星. 科学技术与工程. 2013(03)
[6]基于ABAQUS土体数值分析的本构模型[J]. 刘世涛,程培峰. 低温建筑技术. 2010(02)
[7]人造岩心制备技术研究[J]. 梁万林. 石油仪器. 2008(02)
[8]新庄储层疏松砂岩岩心制作新技术[J]. 邱建君,魏春禺,陈新安. 钻采工艺. 2007(02)
[9]疏松砂岩室内岩心制作方法[J]. 张国新,蒋建宁,郭进忠,何振奎,邓新华,张庆良,邱正松. 钻井液与完井液. 2007(01)
[10]压裂充填技术在疏松地层中的应用[J]. 刘鹏,马英文,张亮,张超,龚莲芬. 石油钻采工艺. 2006(04)
博士论文
[1]疏松砂岩注水井增注合理注入压力预测技术研究[D]. 孙金.中国石油大学(北京) 2016
[2]疏松砂岩脱砂压裂实验与数值模拟研究[D]. 曲连忠.中国石油大学 2009
[3]压裂充填防砂与增产技术研究[D]. 焦国盈.西南石油学院 2005
硕士论文
[1]下加载面修正剑桥模型在ABAQUS中的二次开发及应用[D]. 曹伟.哈尔滨工业大学 2014
[2]疏松砂岩储层不同压实作用下物性变化实验研究[D]. 冯凯.西南石油大学 2014
[3]埕岛油田高速水充填防砂技术研究与应用[D]. 梁立民.中国石油大学(华东) 2013
本文编号：2949900
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