碳酸盐岩裂缝网络与井筒耦合流动机理研究

发布时间：2017-12-21 04:27

  本文关键词：碳酸盐岩裂缝网络与井筒耦合流动机理研究　出处：《西南石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：碳酸盐岩地层裂缝网络发育,钻井液漏失是钻井作业过程中面临的一个严重问题,认识典型的裂缝网络类型,建立合适的裂缝网络与井筒耦合流动理论及几何模型,研究裂缝网络与井筒耦合流动规律是非常必要的。本文对川东北雷口坡组-长兴组地层碳酸盐岩裂缝网络露头剖面进行观察与描述,针对碳酸盐岩两种典型裂缝网络特征,分别建立相应的流-固耦合流动理论模型及几何模型,结合实际钻井施工参数及井下碳酸盐岩地层地质力学环境,研究多场耦合作用下碳酸盐岩裂缝网络与井筒耦合流动规律,具体研究内容及取得的主要成果如下:(1)对川东北雷口坡组-长兴组地层碳酸盐岩裂缝网络露头剖面进行实地考察,总结出两种典型裂缝网络:薄层裂缝网络与中厚层裂缝网络,并对相应的裂缝网络特征进行了分析。(2)获取元坝X井雷口坡组-长兴组地层地质力学参数,采集碳酸盐岩露头岩样,通过室内三轴岩石力学实验,获取岩样的岩石力学基本参数。(3)针对薄层碳酸盐岩裂缝网络特征,建立了裂缝性岩体渗流物理模型,基于数字图像处理技术,利用ImageJ软件对野外裂缝网络剖面观察的地质照片进行描述,建立适合薄层裂缝网络与井筒耦合流动几何模型;针对中厚层碳酸盐岩裂缝网络特征,基于双重介质理论模型,建立了中厚层裂缝网络流固耦合理论模型,根据几何分形理论描述了真实裂缝面,建立了中厚层裂缝网络与井筒耦合流动几何模型。(4)对比分析钻遇单条裂缝、多条裂缝和基质三种情况下薄层裂缝网络与井筒耦合流动规律,钻遇裂缝初期,井筒附近的裂缝有短暂张开现象,但是裂缝张开程度小,裂缝是压力及流体传播的主要通道,由于作用在裂缝面上的有效应力降低,裂缝内渗透率会增大,仅钻遇基质时,井筒与地层耦合作用对井周附近的裂缝网络影响小,只会导致井筒附近基质内压力的上升。(5)针对中厚层裂缝网络中两种典型的裂缝网络(平行裂缝网络与剪切裂缝网络),对比分析了考虑基质内节理缝和忽略基质内节理缝两种情况下的中厚层裂缝网络与井筒耦合流动规律,考虑基质内节理缝相比忽略基质内节理缝的裂缝网络与井筒耦合渗流过程,漏失速率和累积漏失量明显增加,而考虑基质内节理缝对裂缝网络与井筒耦合渗流的影响更加符合现实钻井作业环境,计算结果更加可靠。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE21

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本文编号：1314696