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水力裂缝与天然裂缝相交扩展形态的智能预测 被引量：2
1
作者 索彧 苏显蘅 +3 位作者 何文渊 付晓飞 艾池 谢坤 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第2期545-556,共12页
水力压裂作为页岩气储层开采的核心技术,在压裂过程中水力裂缝的扩展会遇到天然裂缝,与天然裂缝相交后压裂缝的扩展特征对缝网的形成有明显影响,从而影响最终压裂改造效果。基于内聚力单元建立了基于断裂力学的页岩气储层渗流-应力-断... 水力压裂作为页岩气储层开采的核心技术,在压裂过程中水力裂缝的扩展会遇到天然裂缝,与天然裂缝相交后压裂缝的扩展特征对缝网的形成有明显影响,从而影响最终压裂改造效果。基于内聚力单元建立了基于断裂力学的页岩气储层渗流-应力-断裂耦合的水力裂缝与多个天然裂缝相交扩展模型,研究了不同天然裂缝倾角、天然裂缝尺寸、应力差、压裂液排量和黏度下水力裂缝与天然裂缝扩展形态规律。采用基于Bagging算法集成支持向量机(support vector machines, SVM)、决策树(decision tree classifier, DTC)、逻辑回归(logistic regression, LR)、K最邻近算法(K-nearest neighbor, KNN)的裂缝形态分类器对裂缝相交扩展形态进行预测,并将Bagging算法预测结果与SVM、DTC、LR、KNN预测结果进行比较。研究结果表明:基于Bagging集成算法对水力裂缝与天然裂缝相交扩展形态预测准确率达到了92.58%,相较于单个算法,最高提升了17.95%,其中应力差越小、天然裂缝倾角、裂缝尺寸越大和压裂液排量、黏度越低越容易产生剪切缝,反之容易形成穿层缝。通过建立的水力压裂预测结果的数据集对裂缝扩展的路径和形态进行智能化预测,为利用人工智能和机器学习算法进行完井压裂优化设计提供了方法参考和对实际压裂过程优化设计提供了重要参考依据。 展开更多
关键词 天然裂缝 水力裂缝 裂缝形态 机器学习 智能预测
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页岩储层水力裂缝和天然裂缝交互规律
2
作者 李紫妍 陈军斌 +5 位作者 左海龙 王庆 欧阳雯 林天 刘波 任大忠 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期232-240,共9页
页岩储层的大量天然裂缝会在水力压裂中影响水力裂缝扩展路径,厘清二者交互规律对于明确储层裂缝扩展机制及优化裂缝网络具有指导意义。文中利用真实页岩岩心,在提前预置单一裂缝基础上,模拟水力压裂过程中水力裂缝与天然裂缝的交互行为... 页岩储层的大量天然裂缝会在水力压裂中影响水力裂缝扩展路径,厘清二者交互规律对于明确储层裂缝扩展机制及优化裂缝网络具有指导意义。文中利用真实页岩岩心,在提前预置单一裂缝基础上,模拟水力压裂过程中水力裂缝与天然裂缝的交互行为;采用单一变量法,研究水力裂缝逼近角、注入孔深度、天然裂缝胶结强度、围压对二者交互行为的影响。结果表明:交互状况有水力裂缝打开天然裂缝、沿天然裂缝穿行一定距离后偏转、穿过天然裂缝3种,而打开时最大滑移量和最大滑移速率在所有交互结果中最高,偏转时次之,穿过时最小;相比张性起裂,裂缝剪切起裂下最大滑移速率较小,最大滑移量较大。逼近角大、注入孔深度小、天然裂缝胶结强度大、围压高均有利于水力裂缝均衡扩展;反之,则易沟通天然裂缝形成复杂缝网。该研究成果对改善裂缝网络形态及优化页岩储层压裂设计具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 水力裂缝 裂缝相交 页岩储层 三轴压缩 剪切滑移 水力压裂
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射孔间距-倾角对深煤层水力裂缝扩展影响的离散元分析
3
作者 安果涛 谢昕 +1 位作者 孔祥伟 王存武 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第18期7623-7629,共7页
研究煤岩储层裂缝扩展的影响因素,对提高煤层气采收率十分重要。为探究不同射孔间距-倾角对深层煤岩裂缝扩展规律的影响,利用离散元分析方法,考虑井周煤岩应力变化特征、最大周向应力准则、原始储层等条件,研究射孔间距-倾角对压裂缝网... 研究煤岩储层裂缝扩展的影响因素,对提高煤层气采收率十分重要。为探究不同射孔间距-倾角对深层煤岩裂缝扩展规律的影响,利用离散元分析方法,考虑井周煤岩应力变化特征、最大周向应力准则、原始储层等条件,研究射孔间距-倾角对压裂缝网扩展形态及延伸范围的影响规律。模拟结果表明:随射孔间距从40 mm变化至100 mm,当间距为60 mm时裂缝条数数量最多;当射孔倾角从15°到60°变化时,当射孔角度为45°时,缝网形态最为复杂;即射孔间距为60 mm且射孔倾角为θ=45°时,水力裂缝的缝网形态复杂度显著增大,缝网扩展范围最大。通过神府北木瓜区Y-1井验证,预测结果与实测数据具有一致性,证明所建煤岩数值模型的正确性。 展开更多
关键词 深煤岩 射孔间距-倾角 离散元 水力裂缝扩展 煤岩应力
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岩石组构、地应力与流体黏度对鄂尔多斯盆地长73陆相页岩水力裂缝扩展的影响规律
4
作者 郭鹏 李晓 +3 位作者 李守定 赫建明 毛天桥 郑博 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期1646-1658,共13页
页岩油是原油增储上产的重要领域。由于储层结构致密、超低渗透,页岩油工业开发需要对储层进行大规模压裂改造。与海相页岩储层相比,鄂尔多斯盆地长7_(3)陆相页岩油储层矿物成分与岩石组构差异较大,力学非均质性较强。陆相页岩油靶层选... 页岩油是原油增储上产的重要领域。由于储层结构致密、超低渗透,页岩油工业开发需要对储层进行大规模压裂改造。与海相页岩储层相比,鄂尔多斯盆地长7_(3)陆相页岩油储层矿物成分与岩石组构差异较大,力学非均质性较强。陆相页岩油靶层选取和高效压裂改造需要明确页岩力学行为和水力裂缝扩展规律。对长7_(3)陆相页岩进行了原位X-ray CT力学试验和三轴水力压裂试验。分析了岩石组构、地应力差和流体黏度对水力裂缝垂向扩展的影响规律。结果表明,岩石组构对陆相页岩的力学行为和破坏过程有显著影响。陆相页岩水力裂缝的垂向扩展受垂向应力差和流体黏度的共同控制。当垂向应力差较小时,黑色页岩中原生弱面显著抑制了水力裂缝的垂向扩展。随着垂向应力差的增大,黑色页岩裂缝体积呈线性增加趋势,而纹层型页岩裂缝体积呈先增大后减小趋势。增大压裂液黏度可减弱层面的阻碍作用,促进水力裂缝垂向扩展。 展开更多
关键词 陆相页岩 力学行为 水力裂缝 岩石组构 地应力 流体黏度
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基于LBM水力裂缝中支撑剂颗粒团簇升阻力系数研究
5
作者 张涛 吴春燕 +2 位作者 孙堃 卢聪 李聪 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期241-249,共9页
水力压裂中,裂缝壁面对支撑剂团在狭窄裂缝中输送沉降时的受力有重要影响。该文基于LBM建立颗粒流动数值模型,构建星型、三棱柱型、长方体型颗粒团簇模型,研究颗粒团簇在不同雷诺数Re、颗粒团簇与壁面相对距离H/d下的升阻力变化规律。... 水力压裂中,裂缝壁面对支撑剂团在狭窄裂缝中输送沉降时的受力有重要影响。该文基于LBM建立颗粒流动数值模型,构建星型、三棱柱型、长方体型颗粒团簇模型,研究颗粒团簇在不同雷诺数Re、颗粒团簇与壁面相对距离H/d下的升阻力变化规律。结果表明:壁面影响下,随Re的增大,颗粒团簇的曳力系数、升力系数均减小,且壁面方向升力系数总小于无壁面方向的结果;单颗粒曳力系数与团簇平均曳力系数的比值随Re的增加而减小,随壁面边界效应的影响而增大;不同位置的颗粒曳力系数比值表现为前排颗粒减小、中间颗粒先增大后减小、近壁面颗粒逐渐增大。随H/d的增大,颗粒团簇远离壁面,边界影响减弱,曳力系数减小程度逐渐减弱;前排及近壁面颗粒曳力系数比值与升力系数随之减小;远壁面颗粒逐渐靠近壁面,曳力系数比值增大。壁面边界效应会加剧近壁面颗粒受力,且外侧颗粒对内部颗粒受力有屏蔽作用。 展开更多
关键词 LBM 颗粒团簇 曳力系数 升力系数 壁面效应 水力裂缝
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基于相场法的水力裂缝扩展模拟技术现状及展望 被引量：4
6
作者 路千里 张航 +3 位作者 郭建春 任勇 何乐 袁灿明 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期59-68,共10页
水力压裂技术已经成为开发非常规油气不可或缺的重要技术,水力裂缝扩展数值模拟方法是认识水力裂缝扩展机理与扩展规律、优化水力压裂工艺参数的重要手段,其中相场法逐渐成为一种广泛研究和应用的水力压裂连续裂缝扩展模拟方法。为了进... 水力压裂技术已经成为开发非常规油气不可或缺的重要技术,水力裂缝扩展数值模拟方法是认识水力裂缝扩展机理与扩展规律、优化水力压裂工艺参数的重要手段,其中相场法逐渐成为一种广泛研究和应用的水力压裂连续裂缝扩展模拟方法。为了进一步推进相场法水力裂缝技术不断发展与进步,在回顾相场法基础理论发展的基础上,总结和展望了基于相场法的水力裂缝扩展算法研究和应用现状,并对发展趋势进行了展望。研究结果表明:(1)相场法作为一种连续裂缝模拟方法,建立的位移场始终保持连续,不需要引入额外的准则,通过相场参数的演化自动追踪裂缝扩展路径,相较于离散裂缝模拟方法更容易处理不连续相、实现二维或三维空间内复杂的断裂过程,包括裂缝起裂、扩展、转向和分叉;(2)基于变分原理的热力学连续相场模型通过总能量最小化原理求解裂缝扩展路径,具有处理水力压裂等多物理场耦合问题的天然优势;(3)相场法采用具有宽度的损伤带描述裂缝面,存在计算成本高、精确定位裂缝尖端较为困难等技术难题;(4)相场法因其方法优势,有望在精准刻画不连续相、开发不同物理过程适配的数值模型基础上,进一步揭示多场耦合作用下的复杂水力裂缝扩展机理。结论认为,对相场法的研究有利于非常规油气储层改造技术的发展,有助于我国非常规油气开发事业的高质量发展。 展开更多
关键词 储层改造 相场法 水力压裂 水力裂缝 数值模拟 裂缝扩展
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深层缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展机理研究 被引量：3
7
作者 耿宇迪 蒋廷学 +2 位作者 刘志远 罗志锋 王汉青 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期81-89,共9页
为了准确掌握深层缝洞型碳酸盐岩油藏压裂过程中水力裂缝的扩展规律,基于弹性力学、断裂力学和流–固耦合理论,建立了适用于缝洞型储层的水力裂缝扩展数学模型,采用数值模拟方法分析了水力裂缝扩展过程与缝洞体的相互作用规律,并对“沿... 为了准确掌握深层缝洞型碳酸盐岩油藏压裂过程中水力裂缝的扩展规律,基于弹性力学、断裂力学和流–固耦合理论,建立了适用于缝洞型储层的水力裂缝扩展数学模型,采用数值模拟方法分析了水力裂缝扩展过程与缝洞体的相互作用规律,并对“沿缝找体”压裂技术的适用性进行了深入探讨。数值模拟结果表明:溶洞周围发育天然裂缝时,会影响缝洞体周围局部诱导应力场,使水力裂缝更容易沟通缝洞体;采用大排量注入低黏压裂液或中小排量注入高黏压裂液,仅能沟通与水力裂缝初始扩展方向夹角较小的溶洞,而对与水力裂缝初始扩展方向夹角较大的溶洞,则需考虑采用强制转向技术进行沟通。研究结果表明,基于井眼与缝洞体的配置关系,采用“沿缝找体”压裂技术可以实现直接沟通、定向沟通和沿缝沟通3种缝洞体沟通模式,显著扩大储量动用范围。 展开更多
关键词 碳酸盐岩 缝洞型储层 水力裂缝扩展 数值模拟 沿缝找体
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暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征 被引量：3
8
作者 郭建春 詹立 +5 位作者 路千里 齐天俊 刘彧轩 王欣 陈迟 苟兴豪 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期409-415,共7页
采用可视化水力裂缝内暂堵实验装置,开展了不同携带液排量、黏度条件下,不同粒径、不同浓度的暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵实验,分析了暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征。研究结果表明:(1)携带黏度越大、排量越大,封堵层形成难度越大... 采用可视化水力裂缝内暂堵实验装置,开展了不同携带液排量、黏度条件下,不同粒径、不同浓度的暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵实验,分析了暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征。研究结果表明:(1)携带黏度越大、排量越大,封堵层形成难度越大;暂堵颗粒粒径越大、浓度越大,封堵层形成难度越小。(2)当粒径缝宽比(暂堵颗粒粒径与裂缝宽度的比值)为0.45时,封堵层的形成主要受暂堵颗粒质量浓度、携带液黏度控制,暂堵颗粒质量浓度小于20 kg/m^(3)或携带液黏度大于3 mPa·s时难以形成稳定的封堵层;当粒径缝宽比为0.60时,封堵层的形成主要受暂堵颗粒质量浓度控制,暂堵颗粒浓质量度小于10 kg/m^(3)时难以形成稳定的封堵层;当粒径缝宽比为0.75时,封堵层形成与否基本不受其他参数的影响,实验条件范围内均能形成稳定的封堵层。(3)封堵层的形成过程包括2个阶段和4种模式,影响封堵层形成模式的主控因素为粒径缝宽比、携带液排量、携带液黏度。 展开更多
关键词 水力裂缝 暂堵转向 暂堵颗粒 封堵特征 施工参数组合
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玛湖凹陷三叠系百口泉组致密砾岩储层水力裂缝特征及形成机制 被引量：1
9
作者 覃建华 王建国 +3 位作者 李思远 李胜 窦智 彭仕宓 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期29-36,共8页
水力裂缝的分布规律对致密砾岩油藏高效开发至关重要。通过对玛湖凹陷已压裂砾岩油区的水平取心井MaJ02井的岩心裂缝观察,剖析了玛湖凹陷三叠系百口泉组致密砾岩储层中水力裂缝的类型、产状、组系、开度、密度及支撑剂充填情况,明确了... 水力裂缝的分布规律对致密砾岩油藏高效开发至关重要。通过对玛湖凹陷已压裂砾岩油区的水平取心井MaJ02井的岩心裂缝观察,剖析了玛湖凹陷三叠系百口泉组致密砾岩储层中水力裂缝的类型、产状、组系、开度、密度及支撑剂充填情况,明确了其分布特征,并探讨了其形成机制。研究结果表明:(1)玛湖凹陷MaJ02井百口泉组岩心中发育的水力裂缝条数占总裂缝数的77.6%,走向为90°~110°,倾角为70°~90°。(2)研究区主要发育以走滑机制形成的剪切缝,占比为65.8%,其次为张应力形成的张性缝,占比为34.2%。剪切缝多成组出现,开度较小,多为全充填,裂缝面以“穿砾”为主,多条裂缝叠加而形成缝网破碎带;而张性缝多为单条出现,开度相对较大,裂缝面不规则,为全充填或半充填,裂缝面以“绕砾”为主。(3)研究区取心井与已压裂井距离越小,压裂段射孔簇间距越小,水力裂缝密度越大。在压裂工程条件相同的情况下,泥质支撑漂浮砾岩相和前缘席状砂微相的裂缝相对发育,砂质含量越高,水力裂缝密度越大。 展开更多
关键词 致密砾岩 水力裂缝 张性缝 剪切缝 形成机制 百口泉组 三叠系 玛湖凹陷
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破碎岩石内水力裂缝扩展数值模拟研究 被引量：1
10
作者 邱思杨 李沁 +3 位作者 陈文玲 石明星 张建伟 雷雲 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第24期10281-10297,共17页
爆炸-水力复合压裂是深层页岩油气开采的新型方法,即通过水力压裂的方法在爆炸后井筒周围形成的破碎岩石中使水力裂缝迅速在破碎岩石内竞争扩展,形成复杂缝网,对深层页岩油气的开采具有重大意义。在最大能量释放率理论基础上,首先推导... 爆炸-水力复合压裂是深层页岩油气开采的新型方法,即通过水力压裂的方法在爆炸后井筒周围形成的破碎岩石中使水力裂缝迅速在破碎岩石内竞争扩展,形成复杂缝网,对深层页岩油气的开采具有重大意义。在最大能量释放率理论基础上,首先推导了破碎岩石内裂缝扩展能量释放率计算式,然后结合内聚力单元和随机泰森多边形,建立了破碎岩石内水力扩展模型,分析了应力差、破碎单元数量、断裂韧性比、施工排量和井周初始裂缝数量对水力裂缝扩展的影响规律。结果表明:应力差从1 MPa增大至9 MPa时,裂缝总长度和平均裂缝延伸速率分别降低了37.79%和33.11%;断裂韧性比的增大会极大地提高破裂压力从而减小应力差的干扰,且断裂韧性比从0.1增大至0.5时,总缝长提高了38.46%,同时也导致平均裂缝延伸速率降低了32.10%;排量和井周初始裂缝条数均与裂缝总长度和平均裂缝延伸速率均呈正相关,但破碎单元数几乎不会改变裂缝延伸速率,并与裂缝总长度呈正相关。 展开更多
关键词 破碎岩石 水力裂缝 断裂韧性 裂缝复杂程度 破裂压力
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考虑页岩塑性变形的水力裂缝与天然裂缝相交模拟研究 被引量：1
11
作者 曹玉玲 何强胜 刘闯 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第6期679-693,共15页
水力压裂中,页岩的塑性变形和大量天然弱界面的存在,给水力裂缝扩展形态的预测带来了巨大的挑战.该文基于有限元法建立了一个完全耦合的弹塑性水力压裂数值模型,并考虑了天然裂缝和层理面.数值模型得到了KGD解析解和Blanton曲线的验证.... 水力压裂中,页岩的塑性变形和大量天然弱界面的存在,给水力裂缝扩展形态的预测带来了巨大的挑战.该文基于有限元法建立了一个完全耦合的弹塑性水力压裂数值模型,并考虑了天然裂缝和层理面.数值模型得到了KGD解析解和Blanton曲线的验证.模拟结果显示:与线弹性的水力压裂结果相比,岩石中的塑性变形使得水力裂缝更容易进入天然弱界面;裂缝扩展过程中,岩石塑性变形区域主要集中在储层内;当岩石发生韧性破坏时,水力裂缝更容易贯穿层理面;水力裂缝在高注入速率下,得益于较大驱动力,裂缝能够直接穿过天然裂缝和层理面.研究结果为页岩储藏中水力裂缝的扩展规律提供了新的认识. 展开更多
关键词 弹塑性地层 天然裂缝 层理面 水力裂缝 裂缝形态
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三维空间中水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则 被引量：71
12
作者 程万 金衍 +3 位作者 陈勉 徐彤 张亚坤 刁策 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期336-340,共5页
基于对三维空间下水力裂缝尖端应力场以及作用在天然裂缝面上的应力场的分析,建立了水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则。利用大尺寸真三轴水力压裂实验模拟系统,实验研究了不同产状天然裂缝、地应力对水力裂缝扩展行为的影响。实验研究表... 基于对三维空间下水力裂缝尖端应力场以及作用在天然裂缝面上的应力场的分析,建立了水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则。利用大尺寸真三轴水力压裂实验模拟系统,实验研究了不同产状天然裂缝、地应力对水力裂缝扩展行为的影响。实验研究表明:水力裂缝穿透预制裂缝的现象主要发生在高逼近角、高走向角、高水平应力差异系数、高水平应力差的区域;水平应力差存在一个临界值,大于该值,水力裂缝才可能穿透预制裂缝。实验结果与本准则预测结果吻合良好。应用本准则,预测四川盆地龙马溪组页岩气试验井水力裂缝不能穿透天然裂缝面,与微地震压裂监测解释结果一致。 展开更多
关键词 页岩 水力压裂 天然裂缝 水力裂缝 产状
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页岩水力裂缝扩展形态与声发射解释——以四川盆地志留系龙马溪组页岩为例 被引量：36
13
作者 马新仿 李宁 +6 位作者 尹丛彬 李彦超 邹雨时 吴珊 何封 王小琼 周彤 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期974-981,共8页
采用真三轴压裂模拟系统对四川盆地志留系龙马溪组露头页岩开展了压裂模拟实验,将通过岩样剖分和CT扫描获得的水力裂缝扩展形态与声发射监测解释结果进行对比以揭示裂缝扩展过程中的声发射响应特征,并分析水力裂缝连通区域与未连通区域... 采用真三轴压裂模拟系统对四川盆地志留系龙马溪组露头页岩开展了压裂模拟实验,将通过岩样剖分和CT扫描获得的水力裂缝扩展形态与声发射监测解释结果进行对比以揭示裂缝扩展过程中的声发射响应特征,并分析水力裂缝连通区域与未连通区域在声发射事件类型上的差异。研究表明,声发射事件点的空间分布能够反映岩样内部水力裂缝扩展形态。水力裂缝起裂的位置声发射事件点较多、分布集中;水力裂缝激活的层理面附近声发射事件点稀疏;裂缝密度越大,声发射事件点的分布越密集。水力裂缝沟通范围与声发射事件点的分布范围存在差别,基于声发射事件的改造体积解释结果偏大。水力裂缝沟通范围内声发射事件以剪切事件和张性事件为主,未被水力裂缝沟通的原始开启层理面附近以剪切事件为主,将二者进行区分可以提高储集层改造体积解释结果的准确性。 展开更多
关键词 页岩 层理 水力裂缝 扩展形态 声发射 CT扫描
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裂缝性储层水力裂缝扩展机理试验研究 被引量：129
14
作者 周健 陈勉 +1 位作者 金衍 张广清 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期109-113,共5页
采用大尺寸真三轴实验系统,探讨了天然裂缝与水力裂缝干扰后水力裂缝走向的宏观和微观影响因素,分析了压力曲线,提出了天然裂缝破坏准则,分析了不同地应力状态下裂缝的形态。试验结果表明,在常规应力状态下,水平主应力差和逼近角是水平... 采用大尺寸真三轴实验系统,探讨了天然裂缝与水力裂缝干扰后水力裂缝走向的宏观和微观影响因素,分析了压力曲线,提出了天然裂缝破坏准则,分析了不同地应力状态下裂缝的形态。试验结果表明,在常规应力状态下,水平主应力差和逼近角是水平裂缝走向的宏观影响因素;天然裂缝界面摩擦系数和缝内净压力无因次量是微观影响因素。给出了确定天然裂缝破坏边界线的回归公式,揭示了裂缝性油气藏水力裂缝与天然裂缝的干扰机理。局部构造应力状态对水力裂缝扩展的影响大于对天然裂缝的影响。 展开更多
关键词 水力压裂 水力裂缝 天然裂缝 裂缝干扰机理 裂缝扩展机理 试验研究
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地应力对破裂压力和水力裂缝影响的试验研究 被引量：23
15
作者 马耕 张帆 +2 位作者 刘晓 冯丹 张鹏伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期216-222,共7页
为研究水力压裂时地应力对破裂压力和水力裂缝的影响规律,采用水力压裂试验系统,以相似材料作为研究对象,进行了水力压裂物理模拟试验,并借助煤岩断面三维扫描系统、位移计提取了水力裂缝信息。试验结果表明,随着主应力差的增大,破裂压... 为研究水力压裂时地应力对破裂压力和水力裂缝的影响规律,采用水力压裂试验系统,以相似材料作为研究对象,进行了水力压裂物理模拟试验,并借助煤岩断面三维扫描系统、位移计提取了水力裂缝信息。试验结果表明,随着主应力差的增大,破裂压力逐渐降低,破裂时间也逐渐缩短;随着主应力差的增大,破裂面的表面积逐渐增加,破裂面变得逐渐粗糙;围压相近时水力裂缝易出现转向、分叉,压裂液的动力效应越明显;水力裂缝张开度随着主应力差的增大而逐渐减小。研究结果可为水力压裂试验的进一步研究、裂缝网络系统的建立提供参考。 展开更多
关键词 地应力 水力压裂 破裂压力 水力裂缝 物理模拟 三维扫描
原文传递
裂缝性地层水力裂缝张性起裂压力分析 被引量：28
16
作者 赵金洲 任岚 +1 位作者 胡永全 李楠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期2855-2862,共8页
室内实验和矿场压裂实践表明,裂缝性地层水力裂缝在近井区域可能扩展为复杂的径向缝网,这与均质地层水力压裂产生的平面对称双翼裂缝具有巨大差异。由于水力裂缝延伸形态受起裂和延伸2个过程的控制,为此,研究裂缝性地层水力裂缝起裂机... 室内实验和矿场压裂实践表明,裂缝性地层水力裂缝在近井区域可能扩展为复杂的径向缝网,这与均质地层水力压裂产生的平面对称双翼裂缝具有巨大差异。由于水力裂缝延伸形态受起裂和延伸2个过程的控制,为此,研究裂缝性地层水力裂缝起裂机制是认识径向缝网扩展的前提。基于弹性力学和岩石力学理论,考虑天然裂缝与射孔孔眼相交,结合张性起裂准则,建立裂缝性地层水力裂缝沿天然裂缝张性起裂的起裂压力计算模型。计算结果表明:天然裂缝与孔眼相交点越靠近孔眼指端,张性起裂压力越小;天然裂缝与孔眼相交点越靠近孔眼顶部,张性起裂压力越小;受天然裂缝和水平地应力方位的影响,井眼周向上不同方位孔眼的张性起裂压力差可能急剧减小,这种作用效应将导致水力裂缝从井眼周向上不同方位的孔眼同时起裂延伸,产生径向缝网。实例计算表明,文中建立的起裂压力模型计算精度高,计算结果可靠,可用于裂缝性地层水力裂缝起裂压力计算和径向缝网扩展分析。 展开更多
关键词 石油工程 裂缝性地层 水力裂缝 张性起裂 天然裂缝 径向缝网
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页岩储层中水力裂缝穿过天然裂缝的判定准则 被引量：16
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作者 李勇明 许文俊 +2 位作者 赵金洲 戴晓璐 王琰琛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期49-54,共6页
为了准确预测页岩储层水力压裂过程中水力裂缝是否会穿过天然裂缝及其穿出方向,基于最大周向应力理论,建立了沿任意方位延伸的水力裂缝穿过天然裂缝的判定准则,给出了水力裂缝穿过天然裂缝时穿出角度的计算方法。将该准则与实验结果进... 为了准确预测页岩储层水力压裂过程中水力裂缝是否会穿过天然裂缝及其穿出方向,基于最大周向应力理论,建立了沿任意方位延伸的水力裂缝穿过天然裂缝的判定准则,给出了水力裂缝穿过天然裂缝时穿出角度的计算方法。将该准则与实验结果进行对比,吻合度较高。现有的判定准则只能判断沿水平最大主应力方向延伸的水力裂缝能否穿过天然裂缝,新的判定准则在现有准则的基础上对其拓展,使之更加适用于页岩储层。研究结果表明:在高水平主应力差、高水平主应力比值、高逼近角和高天然裂缝壁面摩擦系数的条件下,水力裂缝更易穿过天然裂缝;水平主应力差是主控因素且有一个临界值,大于该值时,水力裂缝才可能穿过天然裂缝,反之在任何条件下水力裂缝均无法穿过天然裂缝。同时还认识到,在低逼近角、高水平主应力差情况下,水力裂缝也有可能穿过天然裂缝。 展开更多
关键词 页岩 储集层 水力压裂 水力裂缝 天然裂缝 水平应力差 逼近角 摩擦系数
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裂缝性地层水力裂缝复杂形态延伸分析 被引量：13
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作者 叶静 胡永全 +3 位作者 任岚 李欣欣 何雨飞 王丹 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期92-97,共6页
多种研究表明,在裂缝性地层中,水力裂缝由于受天然裂缝作用的影响可能延伸为多分支、非平面的复杂裂缝体系。从矿场试验、室内实验、数字实验和图貌监测4个方面分别论证裂缝性油气藏压裂过程中天然裂缝的存在对水力裂缝延伸的影响,并分... 多种研究表明,在裂缝性地层中,水力裂缝由于受天然裂缝作用的影响可能延伸为多分支、非平面的复杂裂缝体系。从矿场试验、室内实验、数字实验和图貌监测4个方面分别论证裂缝性油气藏压裂过程中天然裂缝的存在对水力裂缝延伸的影响,并分析裂缝性地层水力裂缝沿天然裂缝的非平面延伸规律。矿场相交试验结果表明,在地质非连续体地层中,压裂后的水力裂缝多以分支缝的方式延伸;室内相交实验发现,在一定的逼近角和水平主应力差条件下,天然裂缝会改变水力裂缝的延伸形态和扩展模式;数值模拟方法和微地震监测证实,裂缝性储层水力压裂后所形成的裂缝体系是复杂的缝网系统。裂缝性地层中水力裂缝呈复杂的非平面延伸,与均质地层压裂产生的对称双翼平面裂缝有很大差异。 展开更多
关键词 裂缝性地层 水力裂缝 裂缝形态 天然裂缝 非平面延伸
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缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展机理 被引量：13
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作者 李林地 张士诚 +1 位作者 张劲 潘林华 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期570-573,共4页
应用损伤力学的方法,建立了缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展的物理模型和数学模型,探讨了在渗流场、应力场和温度场共同作用下水力裂缝受到天然裂缝和缝洞体干扰后其走向的影响因素,研究了不同条件下裂缝的形态,分析了缝内压力的变化趋... 应用损伤力学的方法,建立了缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展的物理模型和数学模型,探讨了在渗流场、应力场和温度场共同作用下水力裂缝受到天然裂缝和缝洞体干扰后其走向的影响因素,研究了不同条件下裂缝的形态,分析了缝内压力的变化趋势。模拟结果表明,水力裂缝遇到天然裂缝和缝洞体后,一部分水力载荷损失在非水力裂缝路径上,但迂曲一段距离后仍会沿着平行于最大水平主应力方向延伸。水力裂缝迂曲转向的临界条件随天然裂缝与最大水平主应力方向夹角以及天然裂缝和缝洞体规模的不同而发生改变。由于迂曲转向引起的摩阻增加,使得缝内压力下降明显。 展开更多
关键词 碳酸盐岩储层 水力裂缝 天然裂缝 缝洞体 裂缝扩展
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水力裂缝层内爆燃压裂油井产能计算模型 被引量：22
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作者 陈德春 孟红霞 +1 位作者 张琪 李文静 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期69-73,81,共6页
基于水力裂缝层内爆燃压裂技术提高低渗透油田采收率和油井产量的基本设想,利用油藏渗流理论和节点系统分析方法,建立了水力裂缝层内爆燃压裂油井产能计算模型,并分析了水力裂缝和爆燃裂缝参数对油井产能的影响。研究结果表明,在低渗透... 基于水力裂缝层内爆燃压裂技术提高低渗透油田采收率和油井产量的基本设想,利用油藏渗流理论和节点系统分析方法,建立了水力裂缝层内爆燃压裂油井产能计算模型,并分析了水力裂缝和爆燃裂缝参数对油井产能的影响。研究结果表明,在低渗透油藏中,增加水力裂缝的长度比增加水力裂缝的导流能力对油井增产更有利;爆燃裂缝的存在可在水力裂缝增加油井产量的基础上进一步增产,相对于水力压裂油井,爆燃压裂油井增产倍数可达1.55。由此说明,利用水力裂缝层内爆燃压裂技术来提高低渗透油田油井产量是可行的。 展开更多
关键词 低渗透油藏 水力裂缝 爆燃裂缝 增产倍数 油井产能 计算模型
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