大港致密油储层压裂诱导应力场研究与应用

发布时间：2017-08-18 09:19

  本文关键词：大港致密油储层压裂诱导应力场研究与应用

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【摘要】：大港油田致密油藏具有储量大、物性差、低孔低渗等特点,通过常规压裂改造后增产效果不明显,大大制约了大港致密油藏进一步开发,因此中石油总公司特开设了重点研究专题深入研究致密油藏储层复杂裂缝形成机制。针对目前压裂诱导应力场的研究还不够系统,有必要深入研究压裂过程中诱导应力场的产生机理和影响规律,对致密油储层复杂裂缝的形成具有重要意义。本论文以大港油田致密油藏为研究对象,在通过力学实验认识致密油储层力学性质和地应力特征的基础上,利用位移不连续方法建立裸眼井和射孔井诱导应力场数学模型,并对模型进行编程求解；最后利用编制的软件模拟分析直井和水平井诱导应力场的影响因素及规律,指导致密油藏压裂优化设计。通过本文的研究,得到如下几点结论和认识：(1)大港油田孔二段和沙河街组致密油储层岩石杨氏模量较低,平均值为16138.6MPa,而泊松比中等偏高,平均值为0.27。孔二段储层最大水平主应力为53.3MPa,最小水平主应力为44.4MPa；沙河街组储层最大水平主应力为70.2MPa,最小水平主应力为63.6MPa。两储层水平应力差异系数较小,但地应力差值较大,仍需利用诱导应力降低水平应力差异增加裂缝复杂程度。(2)采用位移不连续理论建立了裂缝诱导应力场数学模型,同时结合井筒流体内压、温度差、压裂液滤失、地应力和射孔孔眼应力等因素,通过叠加原理,分别建立了裸眼井和射孔井的诱导应力场数学模型。(3)利用VB编制了大港油田致密油诱导应力场软件,结合压裂过程中裂缝破裂压力模型分析,表明考虑诱导应力场影响的破裂压力与实际破裂压力值更接近,间接验证了本论文诱导应力场模型的准确性。(4)直井水力裂缝产生的诱导应力对原地应力场有较大的影响,当初次压裂裂缝越长、压裂净压力越大、原地应力差异系数越小,对压裂诱导应力场的影响越大,在此基础上提出了直井二次加砂压裂工艺,在大港油田现场应用取得了较好的效果。(5)分析了致密油藏水平井分段压裂诱导应力场的影响,结果表明多簇射孔更有利于诱导应力场降低地应力差,水平井利用诱导应力场降低水平应力差的最优裂缝间距为50m左右；同时裂缝净压力越大,裂缝长度越长,越有助于降低水平应力差,有利于形成复杂裂缝。通过本文的研究,为致密油压裂优化设计提供理论支持和方法手段,从而促进大港油田致密油藏的有效开发。
【关键词】：致密油藏 诱导应力场 复杂裂缝 位移不连续法 二次压裂
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 应力场研究现状9
• 1.2.2 裂缝诱导应力场研究现状9-14
• 1.3 本文的主要研究内容和技术路线14-16
• 1.3.1 主要研究内容14-15
• 1.3.2 本文技术路线15-16
• 第2章 大港油田致密油藏力学实验分析16-27
• 2.1 储层岩石力学性质实验研究16-22
• 2.1.1 实验原理及方法16-18
• 2.1.2 实验结果18-22
• 2.2 储层岩石地应力状态分析22-27
• 2.2.1 地应力方向测试22-23
• 2.2.2 地应力大小测试23-27
• 第3章 致密储层诱导应力场模型研究27-44
• 3.1 诱导应力场物理模型27-28
• 3.2 诱导应力场数学模型28-40
• 3.2.1 井筒内压引起的诱导应力场28-29
• 3.2.2 裂缝引起的诱导应力场29-37
• 3.2.3 地应力分量引起的诱导应力场分量37-38
• 3.2.4 压裂液滤失引起的诱导应力场38-39
• 3.2.5 岩石温度变化产生的诱导应力场39-40
• 3.3 诱导应力场模型40-44
• 3.3.1 裸眼井诱导应力场模型40
• 3.3.2 射孔井诱导应力场模型40-42
• 3.3.3 水平井多裂缝诱导应力场模型42-44
• 第4章 诱导应力场求解及软件编制44-58
• 4.1 裂缝诱导应力场求解及变化规律44-48
• 4.1.1 位移不连续量求解45-46
• 4.1.2 裂缝诱导应力值求解46
• 4.1.3 裂缝诱导应力场求解思路46-47
• 4.1.4 裂缝诱导应力变化规律47-48
• 4.2 诱导应力场软件编制48-51
• 4.2.1 致密油储层直井诱导应力场模块49-50
• 4.2.2 致密油储层水平井诱导应力场模块50-51
• 4.3 诱导应力场模型验证51-58
• 4.3.1 模型验证方法51-53
• 4.3.2 致密油藏基本参数53-54
• 4.3.3 计算结果验证54-58
• 第5章 致密油储层诱导应力场应用分析58-81
• 5.1 致密油藏直井诱导应力场应用分析58-70
• 5.1.1 直井二次压裂工艺原理58-59
• 5.1.2 直井二次压裂影响因素分析59-66
• 5.1.3 直井二次压裂现场应用66-70
• 5.2 致密油藏水平井分段压裂诱导应力场应用分析70-81
• 5.2.1 致密油藏水平井分段压裂造缝网工艺原理70-71
• 5.2.2 致密油藏水平井分段压裂影响因素分析71-81
• 第6章 结论与建议81-82
• 6.1 结论81
• 6.2 建议81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-86

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本文编号：693783