【摘要】：美國頁巖氣的商業(yè)開發(fā)對世界能源格局產生深遠影響,經過數(shù)十年的探索研究與礦場實踐,我國對于頁巖氣的勘探開發(fā)也已進入急劇增長期,作為一種清潔、高效的非常規(guī)能源,頁巖氣的大規(guī)模開發(fā),對于優(yōu)化我國能源結構、大力推行清潔低碳發(fā)展戰(zhàn)略也具有積極作用。水力壓裂作為頁巖氣開發(fā)的必要手段,其工藝實施直接決定了頁巖氣產量的高低,但由于頁巖基質滲透率極低,只有依靠水平井分段多簇壓裂技術實現(xiàn)對頁巖儲層整體上的三維壓裂改造才能產生工業(yè)氣流,為此,需要建立特定的裂縫延伸模型來模擬頁巖儲層縫網幾何形態(tài)及其擴展規(guī)律,進而科學指導壓裂設計,為頁巖氣的高效開發(fā)提供理論支撐。頁巖儲層實施壓裂過程中,伴隨著大規(guī)模壓裂液注入井底,當井底壓力超過井壁附近地應力并達到巖石抗張強度后,地層將產生水力裂縫,而水力裂縫在延伸過程中與地層天然裂縫交互作用,激活天然裂縫,進而增加裂縫的復雜程度,同時裂縫在延伸過程中會產生誘導應力改變原地應力場,促使延伸機理進一步復雜化,基于此,本文以頁巖水平井分段多簇壓裂裂縫延伸模擬為目標,主要開展了以下工作:(1)在礦場進行天然裂縫識別的基礎上,運用統(tǒng)計學方法定量表征天然裂縫基礎參數(shù),進而建立頁巖儲層中的隨機天然裂縫分布模型;(2)基于線彈性力學和斷裂力學等相關理論,建立了水力裂縫與天然裂縫相交力學作用準則,在此基礎上分析了水力裂縫與天然裂縫相交后的各種延伸模式,為裂縫延伸理論構建提供支撐;(3)根據位移不連續(xù)方法研究裂縫誘導應力場,在常位移不連續(xù)方法基本理論上進行高度修正,將無限裂縫高度修正為有限裂縫高度,通過將水力裂縫沿縫長離散為若干位移不連續(xù)單元,建立了給定縫內壓力和初始遠地應力條件下任意位置分布、任意長度和任意間距的水力多裂縫相互干擾下的誘導應力場計算模型;(4)運用位移不連續(xù)方法研究壓裂過程中巖石形變,結合PKN模型模擬縫內壓裂液的流動,推導出了頁巖儲層隨機裂縫分布下的裂縫延伸模型,利用有限差分法對模型進行數(shù)值求解,開展了頁巖儲層單裂縫、順序壓裂和交替壓裂的裂縫擴展模擬研究,同時對影響頁巖裂縫擴展的地質因素和工程因素進行了分析。論文構建的裂縫延伸模型為模擬頁巖隨機天然裂縫分布下的裂縫延伸提供了理論工具和方法,為認識頁巖隨機天然裂縫分布下的裂縫延伸規(guī)律具有重要意義,對現(xiàn)場壓裂優(yōu)化設計具有一定的指導作用。
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE377
【圖文】：

-我國頁巖氣開發(fā)產盆變化

圖１－３頁巖水平井分段多簇壓裂模式逡逑，

圖１－４邋ＣＧＤ模型示意圖逡逑１％１年，Ｐｅｒｋｉｎｓ和ＫｅｍＰｌ最先提出了邋ＰＫＮ模型，假設裂縫高度為定值，并假設裂逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李勇明;王琰琛;趙金洲;許文俊;;考慮多縫應力干擾的頁巖儲層壓裂轉向角計算模型[J];天然氣地球科學;2015年10期

2 李勇明;許文俊;趙金洲;戴曉璐;王琰琛;;頁巖儲層中水力裂縫穿過天然裂縫的判定準則[J];天然氣工業(yè);2015年07期

3 李宏勛;張楊威;;全球頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及我國頁巖氣產業(yè)發(fā)展對策[J];中外能源;2015年05期

4 趙金洲;陳曦宇;劉長宇;李勇明;李暉;曹學軍;;水平井分段多簇壓裂縫間干擾影響分析[J];天然氣地球科學;2015年03期

5 鄧燕;尹建;郭建春;;水平井多段壓裂應力場計算新模型[J];巖土力學;2015年03期

6 尹建;郭建春;趙志紅;王杏尊;鮑文輝;;射孔水平井分段壓裂破裂點優(yōu)化方法[J];現(xiàn)代地質;2014年06期

7 郭建春;尹建;趙志紅;;裂縫干擾下頁巖儲層壓裂形成復雜裂縫可行性[J];巖石力學與工程學報;2014年08期

8 李小剛;蘇洲;楊兆中;雷騰蛟;何雨遙;;頁巖氣儲層體積縫網壓裂技術新進展[J];石油天然氣學報;2014年07期

9 程萬;金衍;陳勉;徐彤;張亞坤;刁策;;三維空間中水力裂縫穿透天然裂縫的判別準則[J];石油勘探與開發(fā);2014年03期

10 張然;李根生;趙志紅;盛茂;范鑫;遲煥鵬;;壓裂中水力裂縫穿過天然裂縫判斷準則[J];巖土工程學報;2014年03期

相關碩士學位論文 前3條

1 孔烈;水平井壓裂裂縫擴展數(shù)值模擬研究[D];西南石油大學;2017年

2 任登峰;裂縫性致密氣藏縫網壓裂產能模擬研究[D];西南石油大學;2014年

3 蔡田田;低滲透油藏體積壓裂數(shù)值模擬研究[D];東北石油大學;2013年

本文編號：2778411