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重复冲击下砂岩的动态响应试验研究
1
作者
吴飞鹏
赵志强
+4 位作者
颜丙富
丁乾申
刘静
齐宁
罗明良
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第8期193-201,271,共10页
高速动能水击压裂可借助聚能水锤效应实现强动载泄入性液压冲击,具有高峰值压力、高加载速率、重复多次渐进扩缝等优势,其中聚能流体贯入性冲击下岩石损伤-破裂的演化机制是该技术优化设计的核心问题。为此,采用岩石动态冲击损伤模拟试...
高速动能水击压裂可借助聚能水锤效应实现强动载泄入性液压冲击,具有高峰值压力、高加载速率、重复多次渐进扩缝等优势,其中聚能流体贯入性冲击下岩石损伤-破裂的演化机制是该技术优化设计的核心问题。为此,采用岩石动态冲击损伤模拟试验装置,开展高速动能水击压裂破岩试验,分析不同加载速率、冲击次数、冲击组合等对岩石破裂形态的影响规律。结果表明:单次高速动能水击破岩中,随着加载速率的提高,岩石破坏依次呈现出近孔眼破碎损伤(8.5 MPa/ms)、微裂缝聚并串联成宏观裂纹(13.4 MPa/ms)、流体楔入形成脆性崩裂裂缝(15.5 MPa/ms)三种模式;在小峰值压力、低加载速率重复冲击下,岩石损伤破坏呈现近孔眼损伤(1~2次)-裂缝起裂扩展(3~5次)-应力挤压破碎(6~10次)三个阶段,随着冲击次数的增加,孔眼周围损伤加剧,形成3~40 mm(贯穿岩样)不等长的裂缝;“先低后高”组合加载速率冲击方式下,前期重复低速率冲击可在孔眼周围形成微裂纹损伤而又不会产生破碎压实,随后借助单次高加载速率聚能冲击,实现大体积高压流体在微裂纹内的快速楔入,激发多条径向深穿透裂缝,同时该组合冲击方法还可实现主裂缝两侧基质扩容增渗和相交分支缝网,实现改造效果的最大化。
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关键词
水击破岩
压裂增渗
冲击次数
组合冲击
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职称材料
低渗油藏扩容压驱工艺技术在渤南油田的应用
被引量：
1
2
作者
马珍福
邵现振
+6 位作者
李刚
唐林
杨鹏
颜丙富
陈德春
庄栋
张红
《非常规油气》
2023年第4期58-66,共9页
为了对低渗油藏压驱注入后储层渗透率的动态响应机制以及压驱参数对增注效果的影响规律进行进一步研究,以渤南油田义7-6区块为研究对象,根据其地质特征建立了有限元数值模型,明确压驱后孔隙压力和渗透率的动态演化过程,借助油藏数值模...
为了对低渗油藏压驱注入后储层渗透率的动态响应机制以及压驱参数对增注效果的影响规律进行进一步研究,以渤南油田义7-6区块为研究对象,根据其地质特征建立了有限元数值模型,明确压驱后孔隙压力和渗透率的动态演化过程,借助油藏数值模拟软件将压驱后储层孔渗变化进行表征并进行压驱注入参数模拟和优化,对优化结果进行矿场验证。研究结果表明:1)实施压驱工艺后,储层构造和裂缝等因素造成的能量补充不均衡是导致油井增产差异明显的主要原因;2)压驱流体的携能作用会率先引起孔隙压力的显著提升,孔隙压力的改变使得地应力场的分布随之改变,进而导致储层岩心发生体积形变,最终影响储层渗透率的大小及分布;3)通过开展水驱开采效果模拟并进行压驱注入参数优选,当压驱排量为1100 m^(3)/d,注入总量为4×10^(4)m^(3)时,其增渗增产效果最好,按照优选结果实施后发现该井组的平均日产油量比之前提高3.78倍。该研究为解决低渗油藏注采困难等工程问题提供理论指导。
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关键词
压驱机理
体积扩容
增渗增注
数值模拟
参数优化
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职称材料
压裂液高压渗滤对砂岩基质损伤演化的细观力学分析
被引量：
1
3
作者
吴飞鹏
范贤章
+3 位作者
徐尔斯
杨涛
颜丙富
刘静
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期3238-3248,共11页
水力压裂过程中压裂液在裂缝面的高压渗滤,会引起裂缝两侧孔隙压力场变化,导致岩石力学本构特征发生改变,并进一步影响水力裂缝的动态扩展。采用基于细观断裂的宏观损伤理论,借助直线型滑移裂纹模型,推导了可考虑孔隙内饱和流体压力作...
水力压裂过程中压裂液在裂缝面的高压渗滤,会引起裂缝两侧孔隙压力场变化,导致岩石力学本构特征发生改变,并进一步影响水力裂缝的动态扩展。采用基于细观断裂的宏观损伤理论,借助直线型滑移裂纹模型,推导了可考虑孔隙内饱和流体压力作用的细观裂纹尖端应力强度因子模型;进而建立了饱和岩石应力-应变本构模型,并与室内饱和岩石压缩试验结果进行了对比分析;并利用该本构模型,评价了孔隙压力水平对饱和岩石力学性质和损伤增渗程度的影响规律。结果表明,所建本构模型可较好地表征孔隙压力变化对岩石力学性质的影响规律;岩石基质细观裂纹内的流体压力变化对岩石弹性模量和泊松比影响较小,但会大幅减小岩石开始发生塑性损伤的应力极限,弱化岩石抗压强度,减小裂缝两侧岩石受挤压而发生塑性形变的能量损耗,提高水力压裂能量利用率。压裂过程中裂缝周围的孔隙压力高于一定门限值后,会促进细观裂纹产生非稳态快速扩展,从而促进更多裂纹发生贯通串联,形成复杂裂缝网络,且可提高水力裂缝周围岩石的渗透率。所建立饱和岩石本构模型可为水力压裂引发岩石基质损伤增透的数学模拟提供一定理论支撑。
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关键词
水力压裂
孔隙压力
应力-应变本构模型
细观裂纹
原文传递
题名
重复冲击下砂岩的动态响应试验研究
1
作者
吴飞鹏
赵志强
颜丙富
丁乾申
刘静
齐宁
罗明良
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室
中海石油(中国)有限公司天津分公司
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第8期193-201,271,共10页
基金
国家重点研发计划资助(2020YFA0711804)
国家自然科学基金(52374059,51874339)。
文摘
高速动能水击压裂可借助聚能水锤效应实现强动载泄入性液压冲击,具有高峰值压力、高加载速率、重复多次渐进扩缝等优势,其中聚能流体贯入性冲击下岩石损伤-破裂的演化机制是该技术优化设计的核心问题。为此,采用岩石动态冲击损伤模拟试验装置,开展高速动能水击压裂破岩试验,分析不同加载速率、冲击次数、冲击组合等对岩石破裂形态的影响规律。结果表明:单次高速动能水击破岩中,随着加载速率的提高,岩石破坏依次呈现出近孔眼破碎损伤(8.5 MPa/ms)、微裂缝聚并串联成宏观裂纹(13.4 MPa/ms)、流体楔入形成脆性崩裂裂缝(15.5 MPa/ms)三种模式;在小峰值压力、低加载速率重复冲击下,岩石损伤破坏呈现近孔眼损伤(1~2次)-裂缝起裂扩展(3~5次)-应力挤压破碎(6~10次)三个阶段,随着冲击次数的增加,孔眼周围损伤加剧,形成3~40 mm(贯穿岩样)不等长的裂缝;“先低后高”组合加载速率冲击方式下,前期重复低速率冲击可在孔眼周围形成微裂纹损伤而又不会产生破碎压实,随后借助单次高加载速率聚能冲击,实现大体积高压流体在微裂纹内的快速楔入,激发多条径向深穿透裂缝,同时该组合冲击方法还可实现主裂缝两侧基质扩容增渗和相交分支缝网,实现改造效果的最大化。
关键词
水击破岩
压裂增渗
冲击次数
组合冲击
Keywords
hydraulic rock
fracturing increases the permeability
impact times
the combination of impact
分类号
TH212 [机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
低渗油藏扩容压驱工艺技术在渤南油田的应用
被引量：
1
2
作者
马珍福
邵现振
李刚
唐林
杨鹏
颜丙富
陈德春
庄栋
张红
机构
中石化胜利油田河口采油厂
中国石油大学(华东)石油工程学院
出处
《非常规油气》
2023年第4期58-66,共9页
基金
国家自然科学基金项目“爆燃压裂中饱和脆性岩石细观损伤机制及其对宏观破坏的控制规律”(51874339)。
文摘
为了对低渗油藏压驱注入后储层渗透率的动态响应机制以及压驱参数对增注效果的影响规律进行进一步研究,以渤南油田义7-6区块为研究对象,根据其地质特征建立了有限元数值模型,明确压驱后孔隙压力和渗透率的动态演化过程,借助油藏数值模拟软件将压驱后储层孔渗变化进行表征并进行压驱注入参数模拟和优化,对优化结果进行矿场验证。研究结果表明:1)实施压驱工艺后,储层构造和裂缝等因素造成的能量补充不均衡是导致油井增产差异明显的主要原因;2)压驱流体的携能作用会率先引起孔隙压力的显著提升,孔隙压力的改变使得地应力场的分布随之改变,进而导致储层岩心发生体积形变,最终影响储层渗透率的大小及分布;3)通过开展水驱开采效果模拟并进行压驱注入参数优选,当压驱排量为1100 m^(3)/d,注入总量为4×10^(4)m^(3)时,其增渗增产效果最好,按照优选结果实施后发现该井组的平均日产油量比之前提高3.78倍。该研究为解决低渗油藏注采困难等工程问题提供理论指导。
关键词
压驱机理
体积扩容
增渗增注
数值模拟
参数优化
Keywords
pressure flooding mechanism
volume increase
increased permeability and augmented injection
numerical simulation
parameter optimization
分类号
TE348 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
压裂液高压渗滤对砂岩基质损伤演化的细观力学分析
被引量：
1
3
作者
吴飞鹏
范贤章
徐尔斯
杨涛
颜丙富
刘静
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石油西南油气田公司页岩气研究院
中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期3238-3248,共11页
基金
国家自然科学基金(No.51874339,No.51904320)
国家重点研发计划项目(No.2020YFA0711800)。
文摘
水力压裂过程中压裂液在裂缝面的高压渗滤,会引起裂缝两侧孔隙压力场变化,导致岩石力学本构特征发生改变,并进一步影响水力裂缝的动态扩展。采用基于细观断裂的宏观损伤理论,借助直线型滑移裂纹模型,推导了可考虑孔隙内饱和流体压力作用的细观裂纹尖端应力强度因子模型;进而建立了饱和岩石应力-应变本构模型,并与室内饱和岩石压缩试验结果进行了对比分析;并利用该本构模型,评价了孔隙压力水平对饱和岩石力学性质和损伤增渗程度的影响规律。结果表明,所建本构模型可较好地表征孔隙压力变化对岩石力学性质的影响规律;岩石基质细观裂纹内的流体压力变化对岩石弹性模量和泊松比影响较小,但会大幅减小岩石开始发生塑性损伤的应力极限,弱化岩石抗压强度,减小裂缝两侧岩石受挤压而发生塑性形变的能量损耗,提高水力压裂能量利用率。压裂过程中裂缝周围的孔隙压力高于一定门限值后,会促进细观裂纹产生非稳态快速扩展,从而促进更多裂纹发生贯通串联,形成复杂裂缝网络,且可提高水力裂缝周围岩石的渗透率。所建立饱和岩石本构模型可为水力压裂引发岩石基质损伤增透的数学模拟提供一定理论支撑。
关键词
水力压裂
孔隙压力
应力-应变本构模型
细观裂纹
Keywords
hydraulic fracturing
pore pressure
stress-strain constitutive model
micro-crack
分类号
TU454 [建筑科学—岩土工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
重复冲击下砂岩的动态响应试验研究
吴飞鹏
赵志强
颜丙富
丁乾申
刘静
齐宁
罗明良
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
低渗油藏扩容压驱工艺技术在渤南油田的应用
马珍福
邵现振
李刚
唐林
杨鹏
颜丙富
陈德春
庄栋
张红
《非常规油气》
2023
1
下载PDF
职称材料
3
压裂液高压渗滤对砂岩基质损伤演化的细观力学分析
吴飞鹏
范贤章
徐尔斯
杨涛
颜丙富
刘静
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
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