含煤系产层组压裂裂缝穿层扩展机制研究

发布时间：2021-01-22 04:52

　　临兴-神府地区位于鄂尔多斯盆地东缘,区块在地质上具有煤系气多层叠置发育,各种非常规气藏在垂向上重置分布的特点。当硬脆性砂岩与塑性煤层组合开发时,层间地应力差、岩石力学性质、界面胶结性、井斜、方位、压裂施工参数等都对人工裂缝的穿层扩展产生较大影响,产层组压裂裂缝扩展规律存在认识不清的难点,给产层组储层改造方案的合理设计提出挑战。本文通过选取砂岩和煤岩露头进行纵向叠置组合,模拟产层组地层特征,开展了砂煤产层组室内真三轴穿层压裂物理模拟实验,研究了压裂选层、层间胶结强度、煤层厚度、压裂施工参数等对水力裂缝穿层扩展的影响,为定性表征层间胶结强度这一影响因素,深化开展了层状介质物理模拟实验。实验结果表明:1、水力裂缝在煤岩中起裂时,受煤岩节理和天然裂缝的影响,水力裂缝在扩展过程中,容易发生转向,使得裂缝形态复杂多样,不利于裂缝穿层;在砂岩层中起裂时,砂岩中水力裂缝形态简单,易形成水力主缝,穿透砂岩产层,沟通煤层。2、层间弱胶结能够能够有效控缝高,使得水力裂缝发生转向,沿界面扩展。3、煤层越厚越容易耗散水力能量,使得水力裂缝难以穿层扩展。4、胶液的造缝能力优于活性水,但其对储层伤害较重,压裂液类型... 

【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】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

即时射孔技术示意图

将 3D 网格算法运用到水力压裂的岩石力学以及流动模型中，实现了水力程中的流固耦合，不仅能够保证模型的准确性，而且能够有效提高模型运算。（3）产层组压裂裂缝穿层扩展机制实例数值模拟在室内岩石力学参数实验的基础上，校核全井筒岩石力学参数，通过对现工井产层组岩层结构的统计，将产层组的组合形式分为三类，并以此建立不产层组数值模型，研究不同射孔位置及长度对产层组压裂裂缝穿层扩展的影（4）产层组在压裂裂缝穿层扩展机制结合产层组物理模拟实验以及数值模拟结果，提出产层组的压裂裂缝穿机制，在此基础上为现场压裂施工提供指导，包括压裂方式的选择、压裂，施工排量和粘度等。4.2 技术路线

组穿层压裂物模实验制备及实验方案验设备国石油大学（北京）岩石力学实验室改进设计的大尺寸真1 所示。在模拟直井压裂过程中，将试样放在实验台上，在千斤顶施加刚性载荷来模拟垂向、水平最大及最小应力，过液压向偏千斤顶施加，最大施加值可达 40MPa。通过高试样内形成高压，其注入速率和总注入量可由电脑控制。及排量随时间的变化可由电脑采集，相比以前的设备，现据采集集成于一台电脑控制，简化了设备操作程序，背压加载至设定值时，可以持续稳压 2 小时，活塞容器中的压供的高液压驱动活塞向试样的模拟井筒内注入，活塞备承载压力为 100MPa，满足多储层压裂时的液量和压力

【参考文献】：
期刊论文
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[2]论非常规油气对经典石油天然气地质学理论的突破及意义[J]. 贾承造.  石油勘探与开发. 2017(01)
[3]煤层气直井间接压裂施工的先导地质分析[J]. 杨宇,林璠,曹煜,刘世界,孙晗森,吴翔,陈万钢.  煤田地质与勘探. 2016(03)
[4]煤层气水平井穿层压裂裂缝扩展机理[J]. 李丹琼,张遂安,张士诚.  煤炭科学技术. 2016(05)
[5]煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验[J]. 石欣雨,文国军,白江浩,许新建.  煤炭学报. 2016(05)
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博士论文
[1]水力压裂垂直裂缝形态及缝高控制数值模拟研究[D]. 王瀚.中国科学技术大学 2013
[2]水平井水力压裂数值模拟研究[D]. 张广明.中国科学技术大学 2010



本文编号：2992590