中文名 | 軟硬間互地層水力壓裂裂縫三維延伸機(jī)理研究 | 項(xiàng)目類別 | 面上項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 李連崇 | 依托單位 | 東北大學(xué) |
軟硬間互地層不但廣泛發(fā)育于壩址邊坡、隧洞圍巖,而且在地?zé)帷⒂蜌赓Y源開(kāi)發(fā)工程中常有涉及。受控于地應(yīng)力及地層巖性的復(fù)雜性,軟硬間互地層中水力壓裂裂縫的三維擴(kuò)展路徑復(fù)雜。本項(xiàng)目通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法,以軟硬間互儲(chǔ)層水力壓裂開(kāi)發(fā)工程中的壓裂裂縫形態(tài)預(yù)測(cè)與控制為背景,首先開(kāi)展了室內(nèi)巖樣及相似材料模型的實(shí)驗(yàn),獲得了基本巖石力學(xué)參數(shù)及壓裂裂縫起裂與擴(kuò)展的基本規(guī)律;其次結(jié)合并行有限元技術(shù)及矩張量反演技術(shù),建立了基于數(shù)值模擬與微地震的水力壓裂裂縫精細(xì)表征方法;接著研究了軟硬間互地層巖心的脆性特征及其對(duì)壓裂裂縫的影響、研究了軟硬間互地層模量、泊松比、滲透率及層厚對(duì)壓裂裂縫擴(kuò)展過(guò)程中應(yīng)力演化的影響、研究了軟硬間互地層水力壓裂裂縫遇到軟弱層及層理的擴(kuò)展路徑;最后構(gòu)建了工程全尺度真三維數(shù)值模型,分析了壓裂裂縫的起裂、擴(kuò)展方向及速率、空間規(guī)模等,并與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井及微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行了互饋分析。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),軟弱隔層的脆性指數(shù)如果下降20%,可有效封隔水力壓裂裂縫的擴(kuò)展;水力壓裂裂縫遇到軟硬相間層和層理時(shí),有穿層、扭轉(zhuǎn)、分叉、鈍化、止裂等5種基本擴(kuò)展模式;除了巖性之外,層厚、施工排量及壓裂液粘度對(duì)裂縫類型及裂縫復(fù)雜性均具有重要影響。本項(xiàng)目提出的研究方法有一定的適用性,對(duì)于細(xì)觀尺度水力壓裂裂縫可實(shí)現(xiàn)完全定量化分析;對(duì)于工程尺度模型,受控于參數(shù)來(lái)源、計(jì)算規(guī)模及結(jié)果驗(yàn)證等因素影響,可實(shí)現(xiàn)近似量化分析。本項(xiàng)目的研究成果豐富了水力壓裂裂縫擴(kuò)展分析的研究方法和理論,為水力壓裂工程的設(shè)計(jì)與壓裂效果評(píng)價(jià)提供了進(jìn)一步的理論和技術(shù)支撐。 2100433B
本項(xiàng)目擬通過(guò)試驗(yàn)(包括室內(nèi)試驗(yàn)、水力壓裂工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井與微地震監(jiān)測(cè))和數(shù)值計(jì)算的相結(jié)合,以軟硬間互儲(chǔ)層水力壓裂開(kāi)發(fā)工程中的壓裂裂縫形態(tài)預(yù)測(cè)與控制為背景:(1)開(kāi)展室內(nèi)巖樣及相似材料模型的壓裂試驗(yàn),獲得軟硬間互條件下巖層壓裂裂縫起裂與擴(kuò)展的基本規(guī)律;(2)結(jié)合壓裂過(guò)程中背景應(yīng)力場(chǎng)、壓裂裂縫孕育與發(fā)展、微地震信息之間的內(nèi)因影響和聯(lián)系,建立基于微地震與數(shù)值模擬的水力壓裂裂縫精細(xì)表征方法,并構(gòu)建2個(gè)實(shí)際依托工程的全尺度真三維數(shù)值模型,分析壓裂裂縫的起裂、擴(kuò)展方向及速率、空間規(guī)模等,并與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井及微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行互饋分析,提高壓裂裂縫模擬與預(yù)測(cè)的可靠性;(3)界定所提出方法的適用條件和適用范圍,結(jié)合相似材料模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬,揭示壓裂裂縫遇到軟硬相間層、天然裂隙、層理時(shí)穿層、扭轉(zhuǎn)、分叉、鈍化或止裂等非平面擴(kuò)展機(jī)理,以及縫間、層間干擾機(jī)制。嘗試為軟硬間互地層水力壓裂工程的設(shè)計(jì)與壓裂效果評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。
一:零維,一維,二維,三維。 零維度空間是一個(gè)點(diǎn),無(wú)限小的點(diǎn),不占任何空間,點(diǎn)就是零維空間。當(dāng)無(wú)數(shù)點(diǎn)集合排列之后,形成了線,直線就是一維空間,無(wú)數(shù)的線構(gòu)成了一個(gè)平面,平面就是二維空間。無(wú)數(shù)的平面并列構(gòu)...
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巖體裂縫面數(shù)量三維分形分布規(guī)律研究——采用計(jì)算機(jī)仿真的數(shù)值試驗(yàn)方法,首先證明了巖體裂隙面數(shù)量服從三維分形分布規(guī)律這一自然現(xiàn)象。然后 根據(jù)大量的計(jì)算以及理論推演,得到了裂隙面的2個(gè)重要的分形參數(shù)(分形維數(shù)和分形分布初值),以及分形維數(shù) Ds和分形分布...
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利用RSM模型模擬計(jì)算三維水力旋流器模型,分析了計(jì)算結(jié)果,并且與相關(guān)文獻(xiàn)比較后認(rèn)為:三維模型模擬水力旋流器具有一定的可行性,而二維軸對(duì)稱模型與實(shí)際有一定的差距。
煤層氣藏水力壓裂網(wǎng)狀裂縫形成機(jī)理及擴(kuò)展規(guī)律
姜婷婷,任高峰,張建華著
出版社:武漢大學(xué)出版社
ISBN:9787307207714
版次:1
商品編碼:12515243
品牌:其他品牌
包裝:平裝
開(kāi)本:16開(kāi)
出版時(shí)間:2019-03-01
用紙:膠版紙
頁(yè)數(shù):159
正文語(yǔ)種:中文
內(nèi)容簡(jiǎn)介
《煤層氣藏水力壓裂網(wǎng)狀裂縫形成機(jī)理及擴(kuò)展規(guī)律》針對(duì)煤層氣藏水力壓裂過(guò)程中裂縫起裂和擴(kuò)展預(yù)測(cè)的難題,系統(tǒng)地開(kāi)展模擬實(shí)際壓裂條件下的煤巖力學(xué)參數(shù)試驗(yàn),建立應(yīng)力和滲流耦合條件下煤巖起裂判據(jù),研究煤巖節(jié)理、層理和天然裂縫等對(duì)水力壓裂過(guò)程中裂縫網(wǎng)絡(luò)的影響規(guī)律,揭示水力壓裂裂縫起裂和延伸的力學(xué)機(jī)理,實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層氣藏水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)幾何尺寸和復(fù)雜程度的設(shè)計(jì)控制。研究成果可為現(xiàn)場(chǎng)施工提供技術(shù)參考和理論依據(jù)。
水力壓裂就是利用地面高壓泵,通過(guò)井筒向油層擠注具有較高粘度的壓裂液。當(dāng)注入壓裂液的速度超過(guò)油層的吸收能力時(shí),則在井底油層上形成很高的壓力,當(dāng)這種壓力超過(guò)井底附近油層巖石的破裂壓力時(shí),油層將被壓開(kāi)并產(chǎn)生裂縫。這時(shí),繼續(xù)不停地向油層擠注壓裂液,裂縫就會(huì)繼續(xù)向油層內(nèi)部擴(kuò)張。為了保持壓開(kāi)的裂縫處于張開(kāi)狀態(tài),接著向油層擠入帶有支撐劑(通常石英砂)的攜砂液,攜砂液進(jìn)入裂縫之后,一方面可以使裂縫繼續(xù)向前延伸,另一方面可以支撐已經(jīng)壓開(kāi)的裂縫,使其不致于閉合。再接著注入頂替液,將井筒的攜砂液全部頂替進(jìn)入裂縫,用石英砂將裂縫支撐起來(lái)。最后,注入的高粘度壓裂液會(huì)自動(dòng)降解排出井筒之外,在油層中留下一條或多條長(zhǎng)、寬、高不等的裂縫,使油層與井筒之間建立起一條新的流體通道。壓裂之后,油氣井的產(chǎn)量一般會(huì)大幅度增長(zhǎng)。
盡管水力壓裂法在19世紀(jì)就已發(fā)明,但直到近十幾年才開(kāi)始大規(guī)模使用,如今,美國(guó)近些年的新油井有95%是用水力壓裂法進(jìn)行鉆探的