【摘要】：隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),全世界對(duì)于化石燃料的需求同其不能短期再生的現(xiàn)狀產(chǎn)生了矛盾。因?yàn)轫?yè)巖油氣儲(chǔ)量大、分布廣泛,逐漸被廣泛應(yīng)用到石油化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中。而在開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的過(guò)程中,低滲透性的儲(chǔ)層比較難以得到充分的開(kāi)發(fā),造成了大量已開(kāi)出井的閑置與浪費(fèi),故而提出水力壓力技術(shù)來(lái)達(dá)到增產(chǎn)舊油田、開(kāi)發(fā)低滲透儲(chǔ)層的目的。在石油天然氣領(lǐng)域,水力壓裂的裂紋擴(kuò)展模式和破裂壓力研究具有實(shí)際工程意義。但受限于實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定水力壓力操作復(fù)雜,而裂縫擴(kuò)展過(guò)程無(wú)法直接觀測(cè),多數(shù)情況下采用數(shù)值模擬方法來(lái)分析破裂壓力以及討論裂縫性儲(chǔ)層水力壓裂過(guò)程中天然裂縫與地應(yīng)力對(duì)水力壓裂破裂壓力的影響。本文以研究破裂壓力為核心,從以下幾個(gè)方面來(lái)開(kāi)展研究：(1)開(kāi)展了不同地應(yīng)力條件下的水力壓力數(shù)值實(shí)驗(yàn),觀察其裂縫擴(kuò)展的形態(tài)和聲發(fā)射圖。通過(guò)物理圖象直觀地了解裂隙從萌生、發(fā)展直至微裂紋貫通造成試樣最終破裂的過(guò)程。并在此基礎(chǔ)上建立分層性的數(shù)值模型,以比較貼合實(shí)際地層的情況來(lái)展開(kāi)討論。結(jié)果表明,最大主應(yīng)力起到裂紋方向的控制作用,壓力越大越容易引起裂紋發(fā)展。(2)根據(jù)聲發(fā)射圖能量與破裂壓力的相關(guān)性,提出了以聲發(fā)射能量圖確定巖石破裂壓力的方法。分析結(jié)果表明：數(shù)值試驗(yàn)方法所計(jì)算出天然裂隙條件下水力壓裂的破裂壓力值與理論值具有比較好的一致性,與實(shí)驗(yàn)值還有一定的偏差。以不同預(yù)制裂縫與最小水平主應(yīng)力的夾角為影響因素來(lái)進(jìn)行水力壓裂數(shù)值試驗(yàn),同時(shí)兼顧考慮天然裂縫相同時(shí)主應(yīng)力條件變化情況下裂縫的起裂及發(fā)展情況。計(jì)算結(jié)果表明：地應(yīng)力與天然裂縫對(duì)水力壓裂的影響比較復(fù)雜.天然裂縫的存在降低巖體的強(qiáng)度,有助于裂紋的擴(kuò)展。工程實(shí)際情況中最理想的條件是天然裂縫與最小水平主應(yīng)力夾角在300～45°之間,處于此種條件下的破裂壓力比較小。(3)以對(duì)稱和錯(cuò)位布置水平井間多射孔數(shù)值模型來(lái)研究水力裂縫干擾情況。計(jì)算結(jié)果表明水力裂縫主要擴(kuò)展形式以網(wǎng)狀裂縫為主,并不會(huì)受到射孔是否對(duì)稱的影響。不同位置射孔裂紋形成所需要的水壓力有所不同。尤其第一排射孔所需水力壓力高,所形成的裂縫一般為平直裂紋,可能與軟件RFPA計(jì)算的邊界設(shè)定有關(guān)。
【圖文】：

２．２．１數(shù)值模型逡逑本節(jié)使用“頁(yè)巖油儲(chǔ)層壓裂裂縫起裂及擴(kuò)展數(shù)值模擬系統(tǒng)”開(kāi)展直井地應(yīng)力差對(duì)水逡逑壓致裂裂紋擴(kuò)展影響的數(shù)值模擬計(jì)算。研究中設(shè)計(jì)了如圖２．３所示的二維平面矩形計(jì)算逡逑模型，其加載示意圖及數(shù)值模型分別ｉ卩圖２．２？２．３所示，模型尺寸為１２００ｍｍｘｌ２００ｍｍ，逡逑模型剖分為６００ｘ６００＝３６００００單元，在模型中部開(kāi)有壓裂井眼，直徑為１３９ｍｍ，在井眼逡逑內(nèi)施加不斷升高的水壓Ｐｆ，模型四周為不透水邊界。井眼內(nèi)壁為水壓邊界，初始水壓值逡逑為２３ＭＰａ

邐大連理工大學(xué)碩士學(xué)位１合＾＾邐逡逑為考察水平應(yīng)力差值對(duì)于水力壓裂裂紋擴(kuò)展的影響，，在本研究中選取了不同的水平逡逑地應(yīng)力組合，按照表２．４設(shè)置６組計(jì)算方案，保持最大主應(yīng)力值不變（即恒定），根據(jù)逡逑比值設(shè)置不同的最小主應(yīng)力值（外按照比例變化）。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE357

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號(hào)：2561310