發(fā)布時間：2020-06-15 23:14

【摘要】：水平井頂板穿層壓裂技術(shù)是我國薄層煤層氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),該技術(shù)降低了軟煤層內(nèi)水平井鉆進(jìn)的難度,能夠達(dá)到良好的滲透改造效果,形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)。在探索煤層氣高效、安全、綠色開發(fā)的理論與實踐過程中,水平井頂板壓裂技術(shù)面臨著三大問題:首先,巖層中的微孔隙和微裂隙造成的壓裂液在巖層中滲透、濾失對起裂壓力和裂縫延伸的影響;其次,原生裂縫本身的幾何特性對水平井起裂壓力的影響;最后,如何控制水力裂縫能夠穿透頂板到達(dá)目標(biāo)層位,但不穿透底板觸及太原組巖溶含水層。這些問題已經(jīng)成為煤層氣開發(fā)過程中亟待解決的問題。因此,開展水平井頂板穿層壓裂的理論與技術(shù)研究工作,對于實現(xiàn)煤層氣的高效開采,降低底板突水事故的發(fā)生率有著十分重要的意義。本文以彈性力學(xué)、斷裂力學(xué)、水力學(xué)、巖石力學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)的基本理論為指導(dǎo),在理論上對水平井穿層壓裂的各種影響因素進(jìn)行分析,同時對裂縫穿層的控制機(jī)理進(jìn)行了探討,建立了基于裂縫發(fā)育特征的起裂壓力計算模型和連續(xù)穿層裂縫延伸模型。在起裂壓力方面,針對定面射孔布井方式,其射孔集中力會誘導(dǎo)產(chǎn)生附加應(yīng)力來改變井筒周圍應(yīng)力狀態(tài);在研究了原生裂縫自身幾何特性的基礎(chǔ)上,認(rèn)為其應(yīng)作為一個獨立的物理指標(biāo)參與起裂壓力的計算,并建立了裂縫特性指標(biāo)T的理論表達(dá)式,從而推導(dǎo)出了考慮裂縫特性指標(biāo)的起裂壓力理論計算公式,得到了現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)的驗證。在水力裂縫穿層延伸方面,分析了水力裂縫在分層界面處的三種壓降方式,即:射孔孔口的壓降規(guī)律、單個地層內(nèi)的壓降規(guī)律、多個地層層間界面的壓降規(guī)律。同時查明了影響穿層水力裂縫延伸的主要因素:包括泊松比、彈性模量、地層埋深、裂縫模型寬度、濾失系數(shù)等。通過對這些參數(shù)的合理配置,可以控制穿層裂縫的延伸距離,從而防止底板水的涌出或突出。綜合以上因素,改進(jìn)了經(jīng)典的PKN裂縫模型和壓裂液濾失理論,推導(dǎo)了水力裂縫延伸距離與壓裂施工時間的函數(shù)關(guān)系。研究結(jié)果表明,穿層壓裂的裂縫延伸數(shù)學(xué)模型是以分段函數(shù)來表現(xiàn)的,這一理論模型也得到了現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)的驗證。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD745
【圖文】：

圖 1.1 水平井開發(fā)技術(shù)示意圖氣的儲層經(jīng)歷過歷史上的構(gòu)造運動，往往隨機(jī)生的微裂隙空間是流體滲流的通道，也是決定水平井壓裂過程中，一方面水力裂縫可以連通雜的裂縫網(wǎng)，這些裂縫網(wǎng)絡(luò)分布范圍決定了煤

三維裂縫面示意圖

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10 天工;;2018年國際石油十大科技進(jìn)展(二)——“長水平井+超級壓裂”技術(shù)助推非常規(guī)油氣增產(chǎn)增效[J];天然氣工業(yè);2019年05期

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7 郭智;程立華;甯波;胡陽明;馬占國;畢曼;;辮狀河相致密砂巖氣田水平井地質(zhì)優(yōu)化設(shè)計[A];2017年全國天然氣學(xué)術(shù)年會論文集[C];2017年

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10 陳濤;王戰(zhàn)衛(wèi);馬廣博;吉乃空;孟瀅;陳森強(qiáng);;蘇里格氣田水平井2303m超長水平段鉆井技術(shù)[A];2016年全國天然氣學(xué)術(shù)年會論文集[C];2016年

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4 趙華;節(jié)約用地 高產(chǎn)高效[N];中國質(zhì)量報;2009年

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9 楊明 通訊員 齊向東;遼河水平井技術(shù)推開雙贏大門[N];中國石油報;2003年

10 ;提高技術(shù)水平 適應(yīng)油田發(fā)展需要[N];中國石油報;2004年

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7 楊東瑞雪;AN油田水平井測井儲層參數(shù)評價研究[D];東北石油大學(xué);2017年

8 于昊;致密油水平井試油工藝及產(chǎn)能評價方法研究[D];東北石油大學(xué);2017年

9 孫召勃;水平井及壓裂水平井現(xiàn)代產(chǎn)量遞減分析方法研究及軟件研制[D];中國石油大學(xué)(華東);2015年

10 劉歡;水平抽油井不穩(wěn)定壓力測試技術(shù)及分析方法研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2015年

本文編號：2715144