發(fā)布時間：2020-12-31 04:44

　　非常規(guī)油氣藏的儲量豐富,但是由于其滲透率極低,開采難度較大,必須通過采用水力壓裂技術(shù)產(chǎn)生水力裂縫達(dá)到增產(chǎn)的目的。另外,地質(zhì)結(jié)構(gòu)一般異常復(fù)雜,存在大量天然裂隙和層理結(jié)構(gòu),它們與水力壓裂裂縫相互連通有利于提高裂縫網(wǎng)絡(luò)的連通性,從而進(jìn)一步提高產(chǎn)量。為確保形成有效的裂縫網(wǎng)絡(luò),研究水力壓裂過程的影響因素至關(guān)重要。本文建立了基于離散裂縫模型和擴(kuò)展有限元法的二維水力壓裂模型,該模型考慮了壓裂液流動、巖石變形、流固耦合作用及裂縫的相交規(guī)律,并且基于擴(kuò)展有限元法的優(yōu)勢只需采用規(guī)則的正交網(wǎng)格。流固耦合體現(xiàn)在基質(zhì)中壓裂液滲流與固體骨架變形的相互影響,壓力場影響骨架變形從而改變裂縫寬度,裂縫寬度反過來會改變裂縫的滲透率繼而影響壓力場。為準(zhǔn)確描述地應(yīng)力的影響,本文將位移場分解為地應(yīng)力引起的初始位移場和壓裂液作用的有效位移場。另一方面,在求解應(yīng)力強度因子時采用考慮體積力影響的相互作用J積分域形式,避免了裂尖應(yīng)力奇異造成的誤差。為了驗證本文模型的可靠性,首先與經(jīng)典的KGD模型理論解進(jìn)行對比,運用本文模型模擬得到裂縫擴(kuò)展過程的裂縫長度與最大縫寬數(shù)值解與理論解相吻合,同時還與判斷相交裂縫穿透與否的實驗結(jié)果進(jìn)行了對比,對... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１我國石油資源分布??水力壓裂技術(shù)最早于１９４７年出現(xiàn)在美國的堪薩斯州，己經(jīng)經(jīng)歷了七十多年??

＊？?鷸海Ｍ＿＿氣國??圖１．１我國石油資源分布??水力壓裂技術(shù)最早于１９４７年出現(xiàn)在美國的堪薩斯州，己經(jīng)經(jīng)歷了七十多年??的研究發(fā)展ｍ，而我國最早于１９５５年在玉門油田運用水力壓裂技術(shù)進(jìn)行開采。??該技術(shù)最初在２０世紀(jì)６０年代中期以前只針對較淺儲層的水平裂縫，到２０世紀(jì)??６０年代中期以后發(fā)展為垂直裂縫，再到２０世紀(jì)９０年代逐漸重視對低滲油氣藏??的開采，其中水平井壓裂運用得最為廣泛，最后發(fā)展到現(xiàn)在擁有清水壓裂、總體??優(yōu)化壓裂、（：０２泡沫壓裂、小井眼壓裂等多種壓裂技術(shù)［８］。水力壓裂主要針對不??同的地質(zhì)條件和不同特點的油氣藏進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，其中清水壓裂成本低、對地層??的損害較小，主要運用于較淺的油氣藏；低滲砂巖油氣藏主要應(yīng)用總體優(yōu)化壓裂??技術(shù)；低壓、水敏油氣藏主要應(yīng)用Ｃ０２泡沫壓裂

二維水力壓裂模型中裂縫的高度為定值，壓裂液在裂縫內(nèi)部為一維流動，該??模型的代表有ＫＧＤ模型和ＰＫＮ模型。??ＫＧＤ模型最初由Ｋｈｒｉｓｔｉａｎｏｖｉｃ和Ｚｈｅｌｔｏｖ［３１］針對垂直裂縫建立，如圖１．３所??示，該模型為水平面內(nèi)平面應(yīng)變模型，裂縫橫截面為矩形，裂縫高度方向縫寬相??等。１９６９年Ｇｅｅｒｔｓｍａ和Ｋｌｅｒｋ［３２］修正了?ＫＧＤ模型，涉及如何計算流體的濾失??量，隨后ＤａｎｅＳｈｙ［３３］在研究工作中引入了壓裂液的冪律性質(zhì)，并完善了假設(shè)條件。??＿：：丨：丨：：：：丨：：丨丨丨丨：：丨：ｏ：東??議＿＿｜咖丨霉：丨：：地應(yīng)力??水平截面??圖１．３?ＫＧＤ模型示意圖??ＰＫＮ模型最初在１９６１年由Ｐｅｒｋｉｎｓ和Ｋｅｍ［３４］提出，該模型在豎直面內(nèi)假設(shè)??５??


本文編號：2948989