压裂井裂缝参数优化研究 被引量：19

1

作者 谢远伟 李军亮 +3 位作者 廖锐全 杜周 王军 刘家意 《断块油气田》 CAS 北大核心 2010年第6期762-764,共3页

压裂井裂缝参数是决定压裂效果最主要的因素,优选压裂参数可以提高效益,节约成本。以长庆油田某区块菱形反九点井网为例,应用低渗透地层油水两相流数学模型,采用数值模拟方法,模拟计算不同裂缝参数组合、不同生产时间下的原油累计采出程... 压裂井裂缝参数是决定压裂效果最主要的因素,优选压裂参数可以提高效益,节约成本。以长庆油田某区块菱形反九点井网为例,应用低渗透地层油水两相流数学模型,采用数值模拟方法,模拟计算不同裂缝参数组合、不同生产时间下的原油累计采出程度,详细分析了水力压裂采出程度与裂缝参数、井网形式、时间的关系。通过对比发现:在短期内获得最大的采出程度,增加边井裂缝半长是必要的;在压裂生产中后期,边井的裂缝会引起注入水的浸入,原油产量下降,含水率急剧上升,同时由于注入水大部分从边井流出,使角井无法得到注水井的影响,从而角井产量也大幅度下降,因此要在中长期获得最大的采出程度,需边井取较短的裂缝半长,角井取较大的裂缝半长。该结论为压裂参数优化提供了新的认识。 展开更多

关键词 菱形反九点 裂缝参数 角井 边井 水力压裂

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地表测斜仪在监测复杂水力裂缝中的应用 被引量：14

2

作者 闫鑫 胡天跃 何怡原 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期480-486,415,共7页

通过压裂监测可以得到准确的裂缝参数,有助于指导和完善非常规资源的开发。本文详述了测斜仪压裂裂缝监测技术的原理,借鉴Okada线弹性理论和基于蒙特卡洛法的模拟退火反演方法,通过建立三种复杂裂缝模型,对各模型对应的地表倾斜场分别... 通过压裂监测可以得到准确的裂缝参数,有助于指导和完善非常规资源的开发。本文详述了测斜仪压裂裂缝监测技术的原理,借鉴Okada线弹性理论和基于蒙特卡洛法的模拟退火反演方法,通过建立三种复杂裂缝模型,对各模型对应的地表倾斜场分别进行了正演模拟,对所得数据附加一定的随机噪声之后又运用基于复杂裂缝模型模拟退火的方法进行数据反演。结果显示,测斜仪监测方法能够较好地估计复杂裂缝的走向、倾角和体积分布等,弥补了微地震方法在说明监测有效压裂体积方面的不足,为使用微地震和测斜仪进行联合压裂监测提供了一种思路。 展开更多

关键词 复杂裂缝 参数反演 水力压裂 地表倾斜场 模拟退火

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基于数值模拟的储层岩石力学参数预测模型分析及应用 被引量：10

3

作者 牛贯非 李连崇 +2 位作者 李明 张潦源 李爱山 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期73-79,共7页

由于储层钻孔采样所获取的实际岩心数量有限,导致室内物理力学试验结果具有较大离散性,难以准确地标定储层岩石力学参数。为此,应用数值模拟方法,根据某油田取心样品的物理力学试验结果以及测井资料中不同埋深储层岩石的孔隙度,利用有... 由于储层钻孔采样所获取的实际岩心数量有限,导致室内物理力学试验结果具有较大离散性,难以准确地标定储层岩石力学参数。为此,应用数值模拟方法,根据某油田取心样品的物理力学试验结果以及测井资料中不同埋深储层岩石的孔隙度,利用有限元分析软件RFPA2D建立相应的数值模拟岩心,进而对不同孔隙度数值模拟岩心的弹性模量、应力峰值强度、残余应力强度及泊松比等岩石力学参数进行数值分析。将物理力学试验结果与数值模拟结果进行整体回归分析,得到以孔隙度为主变量的岩石力学参数预测模型。基于该预测模型,建立某油田储层三维水力压裂模型,探讨三维水力压裂裂缝的扩展形态,并将数值模拟试验与现场施工的压裂曲线进行对比,发现二者的压裂压力在变化趋势上基本一致,且压裂段的起裂压力与延伸压力相差也较小,验证了研究成果及方法的合理性和适用性。 展开更多

关键词 数值模拟岩心 物理岩心 孔隙度 力学参数 回归分析 水力压裂

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基于模拟退火法的水力压裂裂缝参数反演 被引量：9

4

作者 张洪亮 何川 +2 位作者 谭玉阳 张波 张保平 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期585-590,共6页

提出一种基于模拟退火的水力压裂裂缝参数反演算法,并以合成的倾斜场数据为例,对水压裂缝的中心位置、倾向、倾角和体积等参数进行了反演试算。试算结果表明,与传统的梯度法或贝叶斯反演方法相比,这种新方法在有效估算水力压裂裂缝关键... 提出一种基于模拟退火的水力压裂裂缝参数反演算法,并以合成的倾斜场数据为例,对水压裂缝的中心位置、倾向、倾角和体积等参数进行了反演试算。试算结果表明,与传统的梯度法或贝叶斯反演方法相比,这种新方法在有效估算水力压裂裂缝关键参数的同时,显著地扩大了目标函数的收敛区域,降低了算法对裂缝参数初始值精度的依赖程度,提升了反演算法的适用范围,并且不需要任何裂缝参数的先验信息。该研究为水力压裂过程中裂缝参数的实时解算提供了算法基础。 展开更多

关键词 模拟退火 反演 裂缝参数 倾斜场 水力压裂

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农安油页岩物理力学性能及其水力压裂设计中的相关参数计算 被引量：6

5

作者 严轩辰 陈晨 +1 位作者 刘鑫鹏 钱方 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2012年第2期9-11,共3页

对采取的吉林省农安油页岩矿石进行了物理力学性能实验研究,获得了油页岩在平行于层理和垂直于层理两个方向上的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等力学数据。计算得到了毕奥特系数、平均压力和最小主应力等参数。确定了水力压裂... 对采取的吉林省农安油页岩矿石进行了物理力学性能实验研究,获得了油页岩在平行于层理和垂直于层理两个方向上的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等力学数据。计算得到了毕奥特系数、平均压力和最小主应力等参数。确定了水力压裂中的裂隙开启、延伸压力及宽度等参数。 展开更多

关键词 油页岩 物理力学性能 水力压裂参数

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层理性页岩力学参数对水力压裂裂缝形态的影响分析 被引量：3

6

作者 胡光 《钻探工程》 2022年第2期97-103,共7页

岩石力学性质及地应力等地质力学参数是进行储层压裂改造的基础数据,影响着整个压裂设计的准确性。由于页岩层理发育及矿物组成的复杂性、页岩力学性质的横观各向同性,所以基于传统力学模型获取的压裂参数设计将丧失意义。以横向各向同... 岩石力学性质及地应力等地质力学参数是进行储层压裂改造的基础数据,影响着整个压裂设计的准确性。由于页岩层理发育及矿物组成的复杂性、页岩力学性质的横观各向同性,所以基于传统力学模型获取的压裂参数设计将丧失意义。以横向各向同性模型体现层理发育页岩储层的力学性质,通过简化的横纵弹性模量和泊松比可以较好地表达出页岩的横观各向同性,并总结了横观各向同性地应力解释方法。基于上述理论,应用商业化水力压裂数模软件对四川盆地某层理页岩储层进行了压裂设计,比较横观各向同性模型与传统模型解释力学参数差异,非常规储层动静态力学参数转换,同时通过改变射孔位置研究了起裂点对裂缝形态的影响。研究发现,横观各向同性解释的杨氏模量、地应力要略高于传统方法,同时横观各向同性解释的地层地应力差较小,所以受不同射孔位置的变化对裂缝几何的形态影响要远远高于各向同性模型模拟的结果,特别是缝高变化更为明显。同时数据表明,在高应力区射孔将形成更为狭窄缝宽的水力裂缝,这会严重影响后续支撑剂的进入,以上结论将为提高页岩储层的压裂设计精确性给予重要帮助。 展开更多

关键词 页岩储层 横观各向同性 力学参数 裂缝 水力压裂

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非均匀射孔控制多簇裂缝均衡扩展机制及参数优化

7

作者 盛茂 邓超 +3 位作者 李杰 顾明哲 王天宇 田守嶒 《新疆石油天然气》 CAS 2024年第3期54-63,共10页

水平井多簇射孔分段压裂已成为非常规油气藏完井改造的关键技术,然而各压裂段中部射孔簇裂缝受跟端趾端射孔簇裂缝的应力干扰作用显著、扩展阻力较大,是导致多簇裂缝非均衡扩展的主要原因之一。通过优化设计簇间非均匀布孔方式,调节各... 水平井多簇射孔分段压裂已成为非常规油气藏完井改造的关键技术,然而各压裂段中部射孔簇裂缝受跟端趾端射孔簇裂缝的应力干扰作用显著、扩展阻力较大,是导致多簇裂缝非均衡扩展的主要原因之一。通过优化设计簇间非均匀布孔方式,调节各簇射孔参数,均衡簇间液量分配,削弱缝间应力干扰,促进裂缝均衡扩展。为此建立了考虑压裂段/簇间应力叠加的分段多簇裂缝扩展模型,对比分析了纺锤形布孔、坡度布孔、均匀布孔等三类布孔方式的裂缝扩展规律及其作用机制,以缝长、缝高扩展形态差异性评价裂缝扩展均衡性,优选布孔方式,设计正交试验优化非均匀布孔参数。结果表明,典型页岩油储层参数条件下,纺锤形布孔的裂缝扩展均衡性最优,其次是均匀布孔、坡度布孔。其作用机制为纺锤形布孔的端部簇射孔摩阻大于中部簇1.4~16.7倍,跟端趾端裂缝对中部裂缝的应力干扰作用被削弱,从而增加了中部簇进液量分配,相比均匀布孔,裂缝扩展均衡性提高了17.2%。而坡度布孔趾端簇孔数占比35%以上,进液量占优,达49.3%,导致其对中部簇裂缝挤压作用显著,不利于裂缝均衡扩展。优化纺锤形布孔参数表明,总孔数49个、孔径10 mm、端部簇孔数比例24.5%时,簇间裂缝扩展均衡性达到最优。研究结果有望为非常规油气多簇压裂非均匀射孔设计提供有效方法。 展开更多

关键词 非均匀射孔 裂缝均衡扩展 分段多簇压裂 射孔参数 水力压裂

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测井技术在页岩气储层力学性质评价中的应用 被引量：13

8

作者 聂昕 邹长春 +2 位作者 杨玉卿 肖昆 黄兆辉 《工程地球物理学报》 2012年第4期433-439,共7页

测井技术在页岩气储层力学性质评价中有着非常重要的作用。利用声、电成像以及阵列声波等测井方法可以进行页岩气储层的地应力、岩石力学参数分析。通过地应力和岩石力学参数的分析,可以指导水平井钻井方向、压裂作业方式的选择,并且监... 测井技术在页岩气储层力学性质评价中有着非常重要的作用。利用声、电成像以及阵列声波等测井方法可以进行页岩气储层的地应力、岩石力学参数分析。通过地应力和岩石力学参数的分析,可以指导水平井钻井方向、压裂作业方式的选择,并且监控及评价压裂效果,为提高页岩气储层产量提供有力的支撑。本文总结了声、电成像、阵列声波等几种测井方法在页岩气储层力学性质评价方面的应用及意义,并分析了各种测井方法的局限性和适用条件,说明了结合这几种测井方法可以有效地评价页岩气储层的力学性质。 展开更多

关键词 页岩气 测井 地应力 弹性参数 水力压裂

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沁端区块煤层气水平井分段压裂裂缝参数优化研究 被引量：6

9

作者 张勇年 马新仿 +2 位作者 王怡 侯腾飞 王伟 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第9期178-184,199,共8页

为研究煤层气水平井开发中压裂参数影响因素,针对沁端区块煤层气藏条件,基于数值模拟方法,利用正交试验设计,通过极差分析,研究了该煤层气区块裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距、导流能力、裂缝布缝规律和裂缝形态组合对压裂水平井产能的... 为研究煤层气水平井开发中压裂参数影响因素,针对沁端区块煤层气藏条件,基于数值模拟方法,利用正交试验设计,通过极差分析,研究了该煤层气区块裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距、导流能力、裂缝布缝规律和裂缝形态组合对压裂水平井产能的影响。结果表明：影响增产效果因素按主次顺序依次为生产压差、裂缝条数、导流能力及缝长;1 000 m长水平段煤层气水平井保持生产压差为3-4MPa、裂缝数量6-7条、裂缝间距约150 m并采用均匀布缝、哑铃构造裂缝形态开采效果最好。应用水力喷射分段压裂工艺,对Z-2H水平井U型井组进行了7级压裂施工设计,模拟施工效果良好。 展开更多

关键词 煤层气开发 水平井 分段压裂 裂缝参数优化 水力喷射压裂

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含纹层陆相页岩力学参数的尺寸效应及其对压裂裂缝的影响 被引量：4

10

作者 钟安海 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期22-30,共9页

济阳坳陷陆相页岩中的含纹层泥质灰岩相页岩具有较好的储集物性,但发育的纹层使储层力学性质具有强非均质性,导致其力学参数的尺寸效应明显。以胜利油田博兴洼陷含纹层泥质灰岩相页岩岩心为例,采用三维有限元数值模拟方法,系统研究岩心... 济阳坳陷陆相页岩中的含纹层泥质灰岩相页岩具有较好的储集物性,但发育的纹层使储层力学性质具有强非均质性,导致其力学参数的尺寸效应明显。以胜利油田博兴洼陷含纹层泥质灰岩相页岩岩心为例,采用三维有限元数值模拟方法,系统研究岩心力学性质及压裂裂缝的尺寸效应。结果表明:当岩心尺寸小于500 mm时,其单轴抗压强度和弹性模量的尺寸效应显著,不同围压下岩心抗压强度和弹性模量与单元尺寸呈负指数关系,且水力压裂破裂压力随单元尺寸的增大而减小。在博兴洼陷,当单元尺寸为1.5 m时,数值计算得到的破裂压力和改造体积更接近于真实地层,建议在满足计算效率的条件下采用单元尺寸小于1.5 m的单元网格开展模拟设计。 展开更多

关键词 陆相页岩 力学参数 尺寸效应 水力压裂

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深层致密储层大斜度井压裂裂缝扩展机制研究 被引量：1

11

作者 侯冰 崔壮 曾悦 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期4054-4063,共10页

冀东摊海复杂断块油藏致密砂岩储层高效的开采方式为大斜度丛式井体积压裂。斜井射孔水力裂缝起裂后沿水平最大主应力方向和垂向双向扭曲导致裂缝形态复杂,扭曲交界面最易形成砂堵点,因此明确斜井裂缝扩展规律对解决砂堵难题具有重要意... 冀东摊海复杂断块油藏致密砂岩储层高效的开采方式为大斜度丛式井体积压裂。斜井射孔水力裂缝起裂后沿水平最大主应力方向和垂向双向扭曲导致裂缝形态复杂,扭曲交界面最易形成砂堵点,因此明确斜井裂缝扩展规律对解决砂堵难题具有重要意义。基于室内真三轴水力压裂物理模拟试验(300 mm^(3)),探究水平应力差、井斜角、方位角和射孔相位角对斜井压裂裂缝起裂特征和扩展规律的影响。试验结果表明:(1)斜井压裂后裂缝面形态分为单一裂缝面、双翼平行裂缝面、多次级缝裂缝面和复杂裂缝面。(2)低水平应力差异系数下,孔眼起裂数量多;高水平应力差异系数下,与水平最大主应力方向夹角较小的孔眼起裂。(3)20°或者80°井斜角下射孔孔眼起裂点少,40°或者60°井斜角下射孔孔眼起裂点多;裂缝扭曲程度随井斜角增大呈先增后减趋势。(4)方位角大于80°时,裂缝起裂压力增大,裂缝形态以多次级缝裂缝面和复杂裂缝面为主。(5)射孔相位角增大,起裂难度增加,孔眼间距增加导致连通作用变弱,易产生次级扩展缝。建议水平应力差大的地层井眼轨迹设计时应该采用大井斜角、小相位角和小方位角施工,可以有效降低裂缝起裂压力和扭曲程度,解决现场施工砂堵难题。 展开更多

关键词 岩石力学 大斜度井 井眼轨迹参数 水力压裂 裂缝形态 致密储层

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