科技导报
科技導報
과기도보
SCIENCE & TECHNOLOGY REVIEW
2014年
2期
37-43
,共7页
彭成勇%朱海燕%刘书杰%闫传梁
彭成勇%硃海燕%劉書傑%閆傳樑
팽성용%주해연%류서걸%염전량
斜井%水力压裂%裂缝扩展%微环隙
斜井%水力壓裂%裂縫擴展%微環隙
사정%수력압렬%렬봉확전%미배극
deviated well%hydraulic fracturing%fracture propagation%micro annulus
斜井的近并筒效应较为复杂,若存在射孔相位误差,极易在地层和水泥环交界面处产生微环隙,引起较高的近井压降,甚至在微环隙内产生砂堵,造成压裂施工失败.对于斜井水力压裂裂缝三维几何形态的预测,一直是水力压裂领域的难题.本文采用黏弹性损伤cohesive孔压单元,考虑套管、水泥环、地层、射孔孔眼和微环隙对水力压裂的影响,建立了斜井的水力压裂三维裂缝形态的有限元模型.同时,考虑水力压裂过程中储层岩石渗透率和孔隙度的动态演变,对渤海湾地区20.井斜角的C5井开展了水力压裂裂缝动态扩展的数值模拟研究,计算得到的井底压力曲线与现场施工曲线一致.研究了斜井水力裂缝和微环隙的起裂和扩展机理.微环隙在水力压裂的初始阶段沿井眼周向和轴向同时起裂并扩展,随着水力裂缝的扩展而逐渐闭合,对于具有较复杂近井筒效应的硬地层大斜度井而言,微环隙的起裂和多条裂缝的产生,极易导致压裂失败.斜井水力裂缝近似两翼对称,易向地应力较小的盖层扩展,缝高较难控制.数值模拟结果为现场水力压裂的设计提供理论指导.
斜井的近併筒效應較為複雜,若存在射孔相位誤差,極易在地層和水泥環交界麵處產生微環隙,引起較高的近井壓降,甚至在微環隙內產生砂堵,造成壓裂施工失敗.對于斜井水力壓裂裂縫三維幾何形態的預測,一直是水力壓裂領域的難題.本文採用黏彈性損傷cohesive孔壓單元,攷慮套管、水泥環、地層、射孔孔眼和微環隙對水力壓裂的影響,建立瞭斜井的水力壓裂三維裂縫形態的有限元模型.同時,攷慮水力壓裂過程中儲層巖石滲透率和孔隙度的動態縯變,對渤海灣地區20.井斜角的C5井開展瞭水力壓裂裂縫動態擴展的數值模擬研究,計算得到的井底壓力麯線與現場施工麯線一緻.研究瞭斜井水力裂縫和微環隙的起裂和擴展機理.微環隙在水力壓裂的初始階段沿井眼週嚮和軸嚮同時起裂併擴展,隨著水力裂縫的擴展而逐漸閉閤,對于具有較複雜近井筒效應的硬地層大斜度井而言,微環隙的起裂和多條裂縫的產生,極易導緻壓裂失敗.斜井水力裂縫近似兩翼對稱,易嚮地應力較小的蓋層擴展,縫高較難控製.數值模擬結果為現場水力壓裂的設計提供理論指導.
사정적근병통효응교위복잡,약존재사공상위오차,겁역재지층화수니배교계면처산생미배극,인기교고적근정압강,심지재미배극내산생사도,조성압렬시공실패.대우사정수력압렬렬봉삼유궤하형태적예측,일직시수력압렬영역적난제.본문채용점탄성손상cohesive공압단원,고필투관、수니배、지층、사공공안화미배극대수력압렬적영향,건립료사정적수력압렬삼유렬봉형태적유한원모형.동시,고필수력압렬과정중저층암석삼투솔화공극도적동태연변,대발해만지구20.정사각적C5정개전료수력압렬렬봉동태확전적수치모의연구,계산득도적정저압력곡선여현장시공곡선일치.연구료사정수력렬봉화미배극적기렬화확전궤리.미배극재수력압렬적초시계단연정안주향화축향동시기렬병확전,수착수력렬봉적확전이축점폐합,대우구유교복잡근정통효응적경지층대사도정이언,미배극적기렬화다조렬봉적산생,겁역도치압렬실패.사정수력렬봉근사량익대칭,역향지응력교소적개층확전,봉고교난공제.수치모의결과위현장수력압렬적설계제공이론지도.
