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清水压裂适用地层评价方法研究

作　者: 陈波涛
导　师: 李士斌
学　校: 大庆石油学院
专　业: 油气井工程
关键词: 清水压裂岩石力学实验杨氏模量无因次导流能力适用性
分类号: TE357.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

水力压裂是一项被广泛应用的油气井增产措施,其中对水力压裂井的评价是水力压裂技术的重要基础。清水压裂技术为解除近井地带污染、降低注水压力、提高注水量提供了一个新的途径。清水压裂是在油气藏改造中,应用清水作为工作液,靠水力(有时也加少量的支撑剂)在地层中形成水力裂缝,具有低伤害、低成本、能够深度解堵等优势,而且清水压裂液配方简单、成本低、作业施工比较方便。本文扼要回顾了国内外水力压裂的发展历程,阐述了水力压裂增产机理和主要影响因素,综述了国内外水力压裂技术已取得的研究成果以及水力压裂数值模型的演变过程。从有限元模拟这个角度详细阐述了清水压裂数值模拟涉及到的相关力学技术,模拟了压裂缝的扩展过程,利用软件分析了裂缝面在不同条件下的相对滑移情况。在室内对不同区块的天然岩心和人工岩心进行了岩石力学实验,同时结合实验结果计算出各个地层在设计缝长条件下裂缝的无因次导流能力。通过综合考虑地应力,岩石杨氏模量,渗透率,裂缝面粗糙度,裂缝面抗压强度,裂缝长度,等效的裂缝导流宽度等因素影响,确定可以实施清水压裂的储层岩石的杨氏模量和渗透率,并以无因次导流能力作为标准,判断大庆油田个别区块地层对清水压裂的适用性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
前言  9-12
第一章清水压裂裂缝开启和扩展模拟研究  12-27
  1.1 清水压裂增产的适应性  12
  1.2 无弱结构面地层水力压裂裂缝开启过程模拟  12-14
    1.2.1 模型的建立  12
    1.2.2 结果云图显示与分析  12-14
  1.3 裂缝转向及产生凹凸不平裂缝面的机理研究  14-24
    1.3.1 基于线弹性断裂力学的应力强度因子的数值模拟  14-16
    1.3.2 裂缝转向角计算理论  16-19
    1.3.3 岩石非均质材料的模拟方法  19-21
    1.3.4 建模及结果分析  21-24
  1.4 裂缝面滑移机理分析  24-27
    1.4.1 对称裂缝缝面错动机理分析  24-26
    1.4.2 存在天然裂缝的地层裂缝缝面错动机理分析  26-27
第二章岩石力学参数试验  27-43
  2.1 技术路线  27
  2.2 岩心取样和制备情况  27-28
    2.2.1 天然岩心取样情况  27
    2.2.2 人工岩心制备  27-28
  2.3 岩石杨氏模量测试实验  28-31
    2.3.1 试验方法和流程  28-29
    2.3.2 试验结果分析  29-31
  2.4 岩心渗透率试验方法和流程  31-33
  2.5 岩心裂缝导流能力试验方法和流程  33-36
  2.6 岩心三轴抗压强度试验  36-43
    2.6.1 试验参数  36-37
    2.6.2 三轴抗压强度试验结果的处理  37-43
第三章实验结果分析  43-52
  3.1 实验结果综合处理  43-46
    3.1.1 岩心在不同杨氏模量和不同围压下的导流能力  43
    3.1.2 杨氏模量和裂缝导流能力的关系  43-44
    3.1.3 无因次裂缝导流能力模型  44-46
  3.2 适应性验证  46-50
    3.2.1 天然岩心导流试验结果汇总  46-49
    3.2.2 误差分析  49-50
  3.3 清水压裂适用性评价  50-52
结论  52-53
参考文献  53-56
发表文章目录  56-57
致谢  57-58
详细摘要  58-65

清水压裂适用地层评价方法研究

内容摘要

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