致密砂岩油藏压裂裂缝延伸规律研究 ——以长庆陇东地区为例

发布时间：2021-04-21 12:05

　　陇东地区长7致密油分布广泛,资源量丰富,初步评价资源量达20×10⁸t,随着油气勘探开发进程的加快和深入,长7致密油已成为了长庆油田石油增储上产的重要后备接替资源。致密砂岩油藏通常具有低孔低渗透的特点,水平井分段压裂技术在开发这类非常规石油资源时,显得十分重要。为了更好的施工,现场压裂会在同一个分段位置射孔,期望能同时形成多条水力裂缝。但是往往达不到预期效果,产能也没有很大突破。一方面是由于裂缝之间的应力干扰和储层非均质性,多条裂缝很难同步且均匀延伸,也很难良好的与天然裂缝沟通形成有效缝网;另一方面,水力压裂施工时没有形成大规模、复杂的裂缝网络,然而形成裂缝网络取决于水力裂缝和天然裂缝相交以后的延伸情况。为了提高水力压裂改造效果,本文对多段压裂裂缝扩展机理及水力裂缝和天然裂缝相互作用的行为进行研究。（1）基于陇东地区长7致密砂岩油藏储层特征、天然裂缝发育特征、岩石力学特征,开展声发射凯瑟尔效应测量地应力实验及三轴压缩实验对储层的岩石力学参数、岩石矿物组成成份、天然裂缝特征进行测定和分析。陇东地区长7发育高角度和低角度裂缝优势方位为NE-NEE向约占70%,局部发育... 

【文章来源】：长江大学湖北省

【文章页数】：166 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 全球致密油分布及开发现状
        1.2.2 压裂裂缝扩展物理模拟研究
        1.2.3 天然裂缝影响水力压裂裂缝研究
        1.2.4 压裂裂缝起裂-延伸理论研究
        1.2.5 压裂裂缝起裂-延伸数值模拟研究
    1.3 存在的问题
    1.4 研究内容
    1.5 创新点
第2章 致密油储层特征
    2.1 致密油储层基本特征
    2.2 区域地质概况
        2.2.1 地理位置
        2.2.2 地层划分
        2.2.3 构造特征
    2.3 储层特征研究
        2.3.1 岩石矿物组成特征
        2.3.2 天然裂缝发育特征
        2.3.3 孔隙结构和物性特征
        2.3.4 岩石力学特征
    2.4 本章小结
第3章 致密砂岩力学特征研究
    3.1 致密砂岩试样加工与制备
    3.2 试验的设备与测试方法
        3.2.1 试验装备
        3.2.2 测试方法
    3.3 声发射凯瑟尔效应地应力测量
        3.3.1 解释方法
        3.3.2 实验结果对比研究
    3.4 三轴实验、抗拉强度及脆性指数研究
        3.4.1 三轴压缩实验解释方法
        3.4.2 抗拉强度实验原理
        3.4.3 脆度评价方法
        3.4.4 岩石脆性定量预测
        3.4.5 实验结果对比
    3.5 本章小结
第4章 水平井多裂缝延伸数值模拟
    4.1 渗流-应力-损伤耦合有限元模型
        4.1.1 裂缝扩展线弹性损伤本构模型
        4.1.2 Cohesive单元流体流动模型
        4.1.3 2D-FDEM-Flow流体流动模型
    4.2 三维试样的静力仿真研究
    4.3 天然裂缝对水力裂缝扩展影响分析
        4.3.1 建立平面应变模型
        4.3.2 不同角度影响分析
        4.3.3 不同地应力影响分析
    4.4 天然裂缝储层水力压裂模拟
        4.4.1 天然裂缝相位角描述
        4.4.2 建立有限元分析模型
        4.4.3 不同地应力影响分析
        4.4.4 天然裂缝剪切强度分析
    4.5 水平井多段压裂模拟
        4.5.1 天然裂缝地层构建
        4.5.2 建立有限元分析模型
        4.5.3 水平井多段压裂裂缝扩展分析
    4.6 本章小结
第5章 大型物理模拟裂缝延伸规律研究
    5.1 致密砂岩储层裂缝扩展机理
        5.1.1 沿天然裂缝剪切破坏机理
        5.1.2 沿天然裂缝张开起裂机理
        5.1.3 压裂裂缝张开起裂机理
    5.2 水力压裂大型物理模拟试验系统
        5.2.1 大型岩土工程真三轴伺服加载系统
        5.2.2 声波监测技术
        5.2.3 孔隙压力加载技术
        5.2.4 层间应力差模拟实验技术
    5.3 水力压裂物理模拟试验
        5.3.1 水力压裂试样制备
        5.3.2 试验方案与试验步骤
        5.3.3 水力压裂试验结果
    5.4 水力压裂裂缝延伸规律分析
        5.4.1 水力压裂施工曲线分析
        5.4.2 声波监测结果分析
        5.4.3 裂缝扩展动态分析
    5.5 本章小结
第6章 致密砂岩油藏压裂监测技术
    6.1 微地震震源破裂理论
        6.1.1 微地震震源破裂机理
        6.1.2 矩张量数学原理
        6.1.3 矩张量物理模型
        6.1.4 矩张量反演方法
    6.2 微地震数据处理解释
        6.2.1 微地震监测概况
        6.2.2 检波器方位角及速度模型标定
        6.2.3 矩张量反演及解释
    6.3 压裂裂缝空间展布特征
        6.3.1 裂缝几何形态
        6.3.2 裂缝高度
        6.3.3 裂缝相对体积
    6.4 本章小结
第7章 结论与建议
致谢
参考文献
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]水平压裂裂缝形成机理及监测——以七里村油田为例[J]. 张洪,孟选刚,邵长金,代晓旭,余浩,李相方.  岩性油气藏. 2018(05)
[2]扩展边界元法分析切口和裂纹结构应力场的准确性[J]. 李聪,牛忠荣,胡斌,程长征.  固体力学学报. 2018(05)
[3]油田水力压裂裂缝的放射性示踪实验研究[J]. 王路伟,高翔,崔海平.  同位素. 2019(05)
[4]致密储层CO2压裂裂缝扩展规律数值模拟[J]. 张健,张国祥,邹雨时,赵文韬,王金意.  石油钻采工艺. 2018(03)
[5]中国天然气发展态势及战略预判[J]. 邹才能,赵群,陈建军,李剑,杨智,孙钦平,陆家亮,张刚雄.  天然气工业. 2018(04)
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[8]考虑天然裂缝的页岩储层体积压裂数值模拟[J]. 陈旭日,张公社,杨康,许冬进.  中国科技论文. 2018(03)
[9]砂岩单轴压缩破裂过程声发射特性颗粒流分析[J]. 章勤飞,刘泉声,刘琪,张晓平.  矿业研究与开发. 2018(01)
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博士论文
[1]页岩储层水力压裂复杂裂缝网络数值模拟[D]. 田伟.中国科学技术大学 2018
[2]致密砂岩储层水力压裂数值模拟研究[D]. 李扬.中国石油大学（北京） 2017
[3]考虑酸损伤效应页岩压裂裂缝扩展机理研究[D]. 赵星.西南石油大学 2017
[4]层状页岩气储层水力压裂裂缝扩展规律研究[D]. 周彤.中国石油大学（北京） 2017
[5]三维空间下裂缝性页岩储层水力裂缝扩展机理研究[D]. 程万.中国石油大学(北京) 2016
[6]薄互层低渗透油藏压裂开发裂缝扩展规律及产能预测研究[D]. 高英.北京科技大学 2015
[7]低渗透底水油藏压裂技术研究与应用[D]. 张平.西南石油大学 2009



本文编号：3151722