水力压裂三维数学模型研究
发布时间：2021-12-10 15:00
根据渗流力学、岩石力学、传热学、断裂力学知识,建立了油水井三维水力压裂模拟计算的数学模型。模型考虑了压裂液的流变性、支撑剂在压裂缝中的运移、压裂液与储层岩石的热交换以及压裂过程中的流固耦合作用,给出了裂纹扩展和流固耦合计算的数值解法,通过算例验证了所提出数学模型的合理性。
【文章来源】：岩石力学与工程学报. 2003,(12)北大核心EI
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
压裂裂缝静压变化曲线
表 1 所示为单井水力压裂模拟所采用的岩石及压裂液参数。图 1 为模拟得到的裂缝静压(裂缝内流体压力减去外加法向地应力)变化曲线，图 2 为模拟得到的裂缝扩展长度曲线。图 3 为裂缝面上的压裂液温度分布等值线图。模拟曲线与实际压裂曲线在形态上比较接近[2]。图 1 压裂裂缝静压变化曲线Fig.1 Net pressure change in hydro-fracture versus time图 2 压裂裂缝长度变化曲线变化Fig.2 Length change of hydro-fracture versus time表 1 压裂目标层和压裂液的基本参数Table 1 Parameters of oil layer and hydraulic fracturing fluid弹性模量/GPa泊松比岩石导热系数/MPa初始裂缝半径/m产层厚度/m断裂韧性/Pa·m－1/2滤失系数/10－3m·min－1/2压裂液流变指数 n压裂液稠度指数/Pa·minn压裂液注入速率/m3·min－125.52 0.24 6.8 5.6 14.5 2.50×106 5.8 0.22 1.0 6.336压裂液泵入时间/min底层初始温度/℃岩石抗拉强度/MPa粘结力/MPa内摩擦角/(°)最大水平主应力/MPa最小水平主应力/MPa目标层深度/m上覆岩层自重应力/MPa储层岩石渗透率/mD20 100 20 10 15 50 6.8 1000 30 100
压裂液参数。图 1 为模拟得到的裂缝静压(裂缝内流体压力减去外加法向地应力)变化曲线，图 2 为模拟得到的裂缝扩展长度曲线。图 3 为裂缝面上的压裂液温度分布等值线图。模拟曲线与实际压裂曲线在形态上比较接近[2]。图 1 压裂裂缝静压变化曲线Fig.1 Net pressure change in hydro-fracture versus time图 2 压裂裂缝长度变化曲线变化Fig.2 Length change of hydro-fracture versus time表 1 压裂目标层和压裂液的基本参数Table 1 Parameters of oil layer and hydraulic fracturing fluid弹性模量/GPa泊松比岩石导热系数/MPa初始裂缝半径/m产层厚度/m断裂韧性/Pa·m－1/2滤失系数/10－3m·min－1/2压裂液流变指数 n压裂液稠度指数/Pa·minn压裂液注入速率/m3·min－125.52 0.24 6.8 5.6 14.5 2.50×106 5.8 0.22 1.0 6.336压裂液泵入时间/min底层初始温度/℃岩石抗拉强度/MPa粘结力/MPa内摩擦角/(°)最大水平主应力/MPa最小水平主应力/MPa目标层深度/m上覆岩层自重应力/MPa储层岩石渗透率/mD20 100 20 10 15 50 6.8 1000 30 100
【参考文献】：
期刊论文
[1]水压裂缝缝内流场的理论研究[J]. 杨秀夫,陈勉,刘希圣. 西南石油学院学报. 2002(01)
[2]煤层压裂裂缝三维延伸模拟及产量预测研究[J]. 郭大立,纪禄军,赵金洲,刘慈群. 应用数学和力学. 2001(04)
[3]水力压裂的二维温度场分析[J]. 乔继彤,张若京,姚飞,蒋阗. 同济大学学报(自然科学版). 2000(04)
[4]油井压裂过程中岩石破裂压力计算公式的理论研究[J]. 李传亮,孔祥言. 石油钻采工艺. 2000(02)
[5]低渗透煤岩体水力压裂的数值模拟[J]. 申晋,赵阳升,段康廉. 煤炭学报. 1997(06)
[6]流形元方法在模拟裂纹扩展中的应用[J]. 王水林,葛修润. 岩石力学与工程学报. 1997(05)
[7]水力压裂裂缝三维延伸数值模拟研究[J]. 张平,赵金洲,郭大立,陈汶滨,田继东. 石油钻采工艺. 1997(03)
[8]不同地应力状态下水力压裂的破裂模式[J]. 阳友奎,肖长富,吴刚,邱贤德. 重庆大学学报(自然科学版). 1993(03)
[9]岩石水力压裂机理的研究[J]. 杨新安,章梦涛. 山西矿业学院学报. 1991 (01)
本文编号：3532850
【文章来源】：岩石力学与工程学报. 2003,(12)北大核心EI
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
压裂裂缝静压变化曲线
表 1 所示为单井水力压裂模拟所采用的岩石及压裂液参数。图 1 为模拟得到的裂缝静压(裂缝内流体压力减去外加法向地应力)变化曲线，图 2 为模拟得到的裂缝扩展长度曲线。图 3 为裂缝面上的压裂液温度分布等值线图。模拟曲线与实际压裂曲线在形态上比较接近[2]。图 1 压裂裂缝静压变化曲线Fig.1 Net pressure change in hydro-fracture versus time图 2 压裂裂缝长度变化曲线变化Fig.2 Length change of hydro-fracture versus time表 1 压裂目标层和压裂液的基本参数Table 1 Parameters of oil layer and hydraulic fracturing fluid弹性模量/GPa泊松比岩石导热系数/MPa初始裂缝半径/m产层厚度/m断裂韧性/Pa·m－1/2滤失系数/10－3m·min－1/2压裂液流变指数 n压裂液稠度指数/Pa·minn压裂液注入速率/m3·min－125.52 0.24 6.8 5.6 14.5 2.50×106 5.8 0.22 1.0 6.336压裂液泵入时间/min底层初始温度/℃岩石抗拉强度/MPa粘结力/MPa内摩擦角/(°)最大水平主应力/MPa最小水平主应力/MPa目标层深度/m上覆岩层自重应力/MPa储层岩石渗透率/mD20 100 20 10 15 50 6.8 1000 30 100
压裂液参数。图 1 为模拟得到的裂缝静压(裂缝内流体压力减去外加法向地应力)变化曲线，图 2 为模拟得到的裂缝扩展长度曲线。图 3 为裂缝面上的压裂液温度分布等值线图。模拟曲线与实际压裂曲线在形态上比较接近[2]。图 1 压裂裂缝静压变化曲线Fig.1 Net pressure change in hydro-fracture versus time图 2 压裂裂缝长度变化曲线变化Fig.2 Length change of hydro-fracture versus time表 1 压裂目标层和压裂液的基本参数Table 1 Parameters of oil layer and hydraulic fracturing fluid弹性模量/GPa泊松比岩石导热系数/MPa初始裂缝半径/m产层厚度/m断裂韧性/Pa·m－1/2滤失系数/10－3m·min－1/2压裂液流变指数 n压裂液稠度指数/Pa·minn压裂液注入速率/m3·min－125.52 0.24 6.8 5.6 14.5 2.50×106 5.8 0.22 1.0 6.336压裂液泵入时间/min底层初始温度/℃岩石抗拉强度/MPa粘结力/MPa内摩擦角/(°)最大水平主应力/MPa最小水平主应力/MPa目标层深度/m上覆岩层自重应力/MPa储层岩石渗透率/mD20 100 20 10 15 50 6.8 1000 30 100
【参考文献】：
期刊论文
[1]水压裂缝缝内流场的理论研究[J]. 杨秀夫,陈勉,刘希圣. 西南石油学院学报. 2002(01)
[2]煤层压裂裂缝三维延伸模拟及产量预测研究[J]. 郭大立,纪禄军,赵金洲,刘慈群. 应用数学和力学. 2001(04)
[3]水力压裂的二维温度场分析[J]. 乔继彤,张若京,姚飞,蒋阗. 同济大学学报(自然科学版). 2000(04)
[4]油井压裂过程中岩石破裂压力计算公式的理论研究[J]. 李传亮,孔祥言. 石油钻采工艺. 2000(02)
[5]低渗透煤岩体水力压裂的数值模拟[J]. 申晋,赵阳升,段康廉. 煤炭学报. 1997(06)
[6]流形元方法在模拟裂纹扩展中的应用[J]. 王水林,葛修润. 岩石力学与工程学报. 1997(05)
[7]水力压裂裂缝三维延伸数值模拟研究[J]. 张平,赵金洲,郭大立,陈汶滨,田继东. 石油钻采工艺. 1997(03)
[8]不同地应力状态下水力压裂的破裂模式[J]. 阳友奎,肖长富,吴刚,邱贤德. 重庆大学学报(自然科学版). 1993(03)
[9]岩石水力压裂机理的研究[J]. 杨新安,章梦涛. 山西矿业学院学报. 1991 (01)
本文编号：3532850
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yysx/3532850.html
