致密储层压裂液返排模型及参数优选

发布时间：2023-05-27 01:16

　　致密储层开发越来越受到国内外学者的关注,而致密储层大多需结合水平井多段压裂等大规模压裂技术才能够实现有效开发。压裂液返排是水力压裂作业的重要环节,返排工艺制度的适合与否直接影响压后效果。压裂液长时间滞留在地层中,伤害储层,堵塞渗流孔道;同时返排速度控制不当会造成支撑剂回流,影响支撑裂缝形态,降低导流能力。现场大多是依靠经验或者参照常规水力压裂返排规律进行返排工艺参数的确定,缺乏有针对性的理论支持。本文运用流体力学、渗流力学和数值模拟等相关理论以及物质平衡原理,探讨了压裂液二维滤失、裂缝动态闭合、支撑剂回流及管道沿程压降等问题;建立了压裂液返排的数学模型,同时考虑了毛管力及多裂缝协调返排的影响;编制压裂液返排相关应用软件,达到了预测压裂液返排率、优化返排工艺参数的目的;在此基础上分析了影响临界流速、返排率的主要因素及规律,给出了油嘴尺寸选择方法和返排方案。研究结果为致密储层压裂液返排提供较为有针对性的理论模型、返排预测和工艺参数优选的功能软件,实现了为返排施工提供理论支持,指导现场,储层高效开发的目的。

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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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 返排方式研究现状
        1.2.2 裂缝模型研究现状
        1.2.3 支撑剂回流研究现状
        1.2.4 返排模拟软件研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 研究的主要技术路线
第2章 压裂液返排理论研究
    2.1 基本方程
    2.2 单条裂缝压裂液滤失量计算
        2.2.1 滤失现象概述
        2.2.2 经典滤失理论
        2.2.3 二维滤失数学模型建立
    2.3 压裂液返排量计算
        2.3.1 压裂液返排量
        2.3.2 管道沿程压降计算
        2.3.3 多裂缝间沿程压降
    2.4 裂缝体积变化量计算
    2.5 支撑剂回流机理研究
        2.5.1 支撑剂受力分析
        2.5.2 临界流速计算
    2.6 本章小结
第3章 压裂液返排数学模型的建立及软件编制
    3.1 模型假设条件
    3.2 单条裂缝渗流数学模型建立
        3.2.1 渗流控制方程
        3.2.2 边界条件
        3.2.3 压裂初始条件
        3.2.4 返排初始条件
    3.3 差分方程建立与求解
        3.3.1 网格划分
        3.3.2 差分方程建立
        3.3.3 系数线性化处理
        3.3.4 IMPES方法求解线性差分方程组
        3.3.5 迭代求解
    3.4 返排率计算
        3.4.1 单条裂缝返排率求解
        3.4.2 多裂缝返排率求解
    3.5 参数优选方法
        3.5.1 返排时机优化方法
        3.5.2 油嘴尺寸优选方法
    3.6 软件编制
        3.6.1 软件开发原则
        3.6.2 软件开发及运行环境
        3.6.3 软件模块与功能
    3.7 软件展示
    3.8 本章小结
第4章 压裂液返排软件应用与分析
    4.0 基本参数
    4.1 返排率影响因素分析
        4.1.1 抽排压力影响规律
        4.1.2 地层渗透率影响规律
        4.1.3 毛管力影响规律
        4.1.4 压裂液破胶粘度影响规律
        4.1.5 裂缝间距(条数)影响规律
    4.2 返排工艺参数优选
        4.2.1 返排时机
        4.2.2 油嘴尺寸
    4.3 返排方案
    4.4 本章小结
第5章 结论与认识
参考文献
致谢



本文编号：3823620