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定向井压裂裂缝扩展规律研究

作　者: 王磊
导　师: 程远方；乔勇
学　校: 中国石油大学
专　业: 石油与天然气工程
关键词: 定向井水力压裂模拟试验裂缝扩展
分类号: TE357.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,低渗透储层的开采的比例逐年增加,那么,对于低渗透储层进行高产高效的开发具有重要的意义。现阶段,水力压裂技术仍是提高低渗透储层开采效果的主要手段。人工压裂裂缝的存在直接影响了压裂液的流动状态和支撑剂的运移情况,而且裂缝的几何尺寸在很大程度上影响裂缝的导流能力和压裂后的增产效果,因此了解压裂裂缝的扩展规律对于指导定向井压裂,提高增产效果有重要意义。本文利用室内真三轴模拟压裂实验系统对进行了水力压裂裂缝起裂及裂缝扩展模拟实验。实验室制备了一定射孔相位条件下,不同井斜角、方位角的岩心试样,利用真三轴实验设备,施加固定的三项主应力,对这些试样进行水力压裂,进而观察压裂后岩心试样的裂缝形态,得到压后裂缝几何形态和压裂过程中压力随时间的变化规律。研究结果表明,直井压裂,裂缝总是沿着最大水平主应力方向起裂;受到射孔相位影响的套管直井压裂,射孔相位的大小影响裂缝开裂压力;定向井井眼方位与最大水平主应力方向一致时,压裂裂缝的起裂及延伸规律与直井压裂情况类似,裂缝沿最大水平主应力方向起裂,而且不发生偏转;定向井井眼方位与最小水平主应力方向一致时,裂缝情况复杂,井斜角度越大,裂缝转向越复杂,当井斜超过一定值时,产生转为沿垂向起裂,并且发生偏转;定向井压裂裂缝不沿最大水平主应力方向起裂时,一般多发生裂缝转向,但是仍然会沿着最大水平主应力方向扩展。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 论文背景  9-10
  1.2 研究内容  10
  1.3 研究现状  10-12
    1.3.1 水力压裂技术研究  11
    1.3.2 压裂裂缝研究  11-12
  1.4 研究方法和技术路线  12-14
第二章定向井压裂力学性质描述  14-20
  2.1 斜井井眼模型  14-16
  2.2 井壁破裂与地应力的关系  16-17
  2.3 裂缝产生时岩石的破裂准则  17-20
第三章室内模拟试验  20-25
  3.1 试验所需岩样制备  20-21
    3.1.1 试验材料  20
    3.1.2 制作岩样设备  20
    3.1.3 试验用岩样制备  20-21
  3.2 试验装置  21-22
  3.3 试验方法和步骤  22-25
    3.3.1 试验验步骤  22-23
    3.3.2 试验方案  23-25
第四章直井压裂试验结果  25-30
  4.1 裸眼直井试样压裂  25-26
  4.2 套管直井试样压裂  26-30
第五章定向井压裂试验结果  30-68
  5.1 井眼方位与地应力方位相同的试验  30-40
    5.1.1 井眼方位与最大水平地应力方向一致  30-36
    5.1.2 井眼方位与最小水平地应力方向一致  36-40
  5.2 井眼方位与地应力方位不同的试验  40-68
    5.2.1 射孔相位 45o时不同井斜角、相位角的定向井压裂  41-50
    5.2.2 射孔相位 60o时不同井斜角、相位角的定向井压裂  50-61
    5.2.3 射孔相位 90o时不同井斜角、相位角的定向井压裂  61-68
结论  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间取得的学术成果  72-73
致谢  73

定向井压裂裂缝扩展规律研究

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