水平井簇式压裂缝间干扰数值模拟应用研究

发布时间：2017-06-13 06:02

  本文关键词：水平井簇式压裂缝间干扰数值模拟应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水力压裂作为低渗、超低渗油气藏的的主要开采手段,由于受到储层条件、注采井网、压裂工艺等多种条件的限制,普通压裂方式很难提高该类油气藏的产量,目前常用体积切割压裂工艺对低渗、超低渗油气藏进行增产改造,而体积切割压裂工艺会产生缝间干扰现象,很难获得理想的增产效果。本文基于岩土力学、渗流力学理论,在考虑流固耦合效应基础上,建立水平井垂直多缝同时开启的力学模型,采用数值模拟分析技术,模拟水平井2-4条垂直裂缝同时开起时地应力分布状态以及水力裂缝的起裂和扩展规律,研究表明:两条裂缝同时压裂时,最优缝间距为20-50m;三条裂缝同时压裂时,最优缝间距为20-60m;最优施工排量选取8-13m3/min;最优段间距为20-60m。将形成的簇式水平井垂直缝同时起裂与扩展研究方法用于现场实际井计算,验证方法的合理性,并依此修正模型。开展的水平井垂直多缝(簇式裂缝)、不同裂缝间距及施工参数优化研究,可有效的减小裂缝间的相互干扰,提高裂缝扩展质量以提高压裂效果,也为水平井簇式压裂工艺的现场应用提供理论基础。
【关键词】：低渗透 缝间干扰 体积压裂 工艺优化 现场应用
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-10
• 第一章 概述10-18
• 1.1 论文研究的目的及意义10-11
• 1.2 水力压裂与体积改造压裂11-12
• 1.3 体积改造压裂现状12-16
• 1.3.1 体积改造压裂国外发展现状12-13
• 1.3.2 体积改造压裂国内发展现状13-16
• 1.4 缝间干扰研究现状16-17
• 1.5 论文研究的主要内容17-18
• 第二章 裂缝起裂和扩展的力学方程18-27
• 2.1 多孔介质流固耦合单元的应力平衡方程和有限元方程18-21
• 2.2 多孔介质流固耦合单元的流体渗流连续性方程和有限元方程21-22
• 2.3 多孔介质流固耦合单元的系统有限元方程22-24
• 2.3.1 有限元离散方程22-24
• 2.3.2 有限元方程的时域离散24
• 2.4 扩展有限元基本方程24-25
• 2.4.1 扩展有限元控制方程24-25
• 2.4.2 扩展有限元单位分解法25
• 2.4.3 扩展有限元不连续位移场的建立25
• 2.5 水力裂缝的起裂和扩展判据25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 岩石物理力学性质27-40
• 3.1 试验样品详细资料27
• 3.2 岩石密度测试27-29
• 3.2.1 试验原理27-28
• 3.2.2 仪器设备28
• 3.2.3 试样制备28
• 3.2.4 试验步骤28
• 3.2.5 计算公式28
• 3.2.6 测试结果28-29
• 3.3 岩石抗张强度测试29-30
• 3.3.1 测试原理29
• 3.3.2 测试步骤29
• 3.3.3 计算公式29
• 3.3.4 测试结果29-30
• 3.4 岩石单轴压缩试验30-33
• 3.4.1 试验原理30
• 3.4.2 仪器设备30
• 3.4.3 试验步骤30-31
• 3.4.4 计算公式31
• 3.4.5 试验结果31-33
• 3.5 岩石三轴压缩试验33-38
• 3.5.1 试验目的与原理33
• 3.5.2 试验步骤33
• 3.5.3 计算公式33-34
• 3.5.4 试验结果34-36
• 3.5.5 岩石三轴压缩试验结论36
• 3.5.6 绘制岩石强度曲线36-38
• 3.6 岩石断裂韧性试验38-39
• 3.6.1 测试方法38-39
• 3.6.2 试验结果39
• 3.7 本章小结39-40
• 第四章 压裂水平井 2-4 条裂缝同时开起时起裂和扩展规律40-50
• 4.1 裂缝起裂与扩展模型40-41
• 4.2 两条裂缝同时压裂裂缝簇间距优化研究41-43
• 4.3 三条裂缝同时压裂裂缝簇间距优化研究43-44
• 4.4 四条裂缝同时压裂裂缝簇间距优化研究44-46
• 4.5 排量优化研究46-47
• 4.6 多段多簇压裂段间距优化47-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第五章 现场应用50-67
• 5.1 A井现场应用情况50-66
• 5.1.1 压裂目的层储层评价50-51
• 5.1.2 压裂方案论证51-54
• 5.1.3 压裂施工参数优化设计54-63
• 5.1.4 压裂施工情况63-66
• 5.2 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72

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