【摘要】：中國特色社會主義進入了“新時代”,人們對更加美好的生態(tài)環(huán)境提出了更高的要求。頁巖氣作為清潔能源,其消費量和需求不斷增加。為了能更好地開采頁巖氣,為頁巖氣藏水力壓裂設計和儲層改造提供一定技術支持。本文以長寧地區(qū)龍馬溪組頁巖為研究對象,運用自主研發(fā)的真三軸試驗儀器,開展真三軸條件下頁巖水平井水力壓裂實驗,在壓裂實驗前后利用高能CT對試樣進行掃描,并對所得到CT圖像進行三維重構和內部裂縫可視化表征。討論了地應力、地應力差異系數(shù)和壓裂液排量對水力裂縫形態(tài)和延伸擴展規(guī)律的影響。同時開展數(shù)值模擬實驗對水力壓裂物理實驗結果進行了驗證。研究表明:(1)頁巖壓裂體積改造的關鍵在于壓裂產生裂縫的復雜程度和延伸的距離。地應力差和水平應力差異系數(shù)是頁巖水力壓裂網絡復雜程度的主控因數(shù)。(2)壓裂液排量的大小在一定范圍內影響水力裂縫的復雜程度。過低的排量可能導致壓裂效果較差,但太高的排量會導致水力裂縫沿著裂縫的優(yōu)勢面擴展形成單一的裂縫,在一定程度上反而降低了水力裂縫的復雜程度。(3)基于頁巖基質、高密度礦物質、水力裂縫所對應的CT值不同的原理重構的三維模型能夠比較真實的表征頁巖內部結構和裂縫分布形態(tài),裂縫分布形態(tài)與實際也比較吻合。(4)頁巖水力壓裂后主要分為單一橫向裂縫、弧形主裂縫和復雜的裂縫3類。水壓曲線的“波動現(xiàn)象”與儲層裂縫的生成和擴展有關,是頁巖體積壓裂形成復雜裂縫的一個明顯特征。(5)根據(jù)數(shù)值模擬的結果,頁巖水力裂縫起裂延伸擴展的全過程分為裂前階段、微裂隙階段和破裂階段3個階段。頁巖水力壓裂過程實際也是在水壓力的作用下微裂隙萌生、延伸擴展直到最后產生宏觀水力裂縫的過程。(6)由于頁巖試樣個體差異性等因素的影響,數(shù)值模擬計算的水力裂縫的形態(tài)和分布并不會與物理實驗完全相同。但是通過數(shù)值模擬所得到的規(guī)律與物理實驗所得到的規(guī)律大體一致。在實際研究和分析中最好能將二者結合起來。
【圖文】：

圖 2.3 多場多相耦合下多孔介質壓裂 滲流試驗fracturing and seepage test system under multi field a表 2.1 頁巖試樣基本物理參數(shù)Table2.1 Basic physical parameters of shale sample直徑/mm 長度/mm 質量/g 48.95 100.02 452.3 49.74 99.98 451.6 49.50 99.96 454.0 49.76 100.02 453.2 49.09 99.90 451.4 49.74 99.86 452.8 縮試驗是頁巖試樣在無圍壓條件下受軸向壓壓強度 σc，，彈性模量 E 和泊松比 μ。頁巖的
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE377

【參考文獻】

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本文編號：2639045