裂缝性地层钻井液漏失动力学模拟及规律 被引量：28

1

作者 王明波 郭亚亮 +1 位作者 方明君 张松阳 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期597-606,共10页

井漏是裂缝性地层钻井过程中较为常见的井下复杂情况之一,为从本质上认识漏失的发生机理,以流体动力学为基础,将钻井液看作宾汉流体,裂缝看作是表面粗糙、指数变形、存在倾角的二维单条裂缝,建立了宾汉流体在二维粗糙裂缝内漏失控制方... 井漏是裂缝性地层钻井过程中较为常见的井下复杂情况之一,为从本质上认识漏失的发生机理,以流体动力学为基础,将钻井液看作宾汉流体,裂缝看作是表面粗糙、指数变形、存在倾角的二维单条裂缝,建立了宾汉流体在二维粗糙裂缝内漏失控制方程。运用有限单元法对漏失控制方程进行了求解,基于所建立的模型分析二维粗糙裂缝中钻井液的漏失规律。研究结果表明:裂缝越光滑,漏失速率与累积漏失量越大;裂缝倾角对漏失速率影响较小,对累积漏失量有一定的影响;裂缝面积越大,漏失速率与累积漏失量越大;裂缝长度越小,漏失速率与累积漏失量越大;裂缝宽度越大,漏失速率与累积漏失量越大;井底压差越大,漏失速率与累积漏失量增加明显;流体动切力对漏失速率影响不大,对累积漏失量有一定的影响;塑性黏度越小,漏失速率与累积漏失量越大。 展开更多

关键词 钻井液漏失 粗糙裂缝 宾汉流体 漏失速率 累积漏失量

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裂缝性地层钻井液漏失规律及堵漏对策 被引量：18

2

作者 吕开河 王晨烨 +5 位作者 雷少飞 孙金声 白英睿 王金堂 王韧 王建龙 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期85-93,共9页

井漏是钻井过程中最常见的井下复杂问题,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一,而钻井液漏失模型较少考虑裂缝临界宽度、裂缝壁面粗糙度以及综合因素对漏失的影响,从而导致漏失机制对现场堵漏指导性较差。针对此问题,基于非牛顿... 井漏是钻井过程中最常见的井下复杂问题,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一,而钻井液漏失模型较少考虑裂缝临界宽度、裂缝壁面粗糙度以及综合因素对漏失的影响,从而导致漏失机制对现场堵漏指导性较差。针对此问题,基于非牛顿流体力学理论,建立径向粗糙裂缝漏失模型,厘清裂缝临界宽度、裂缝粗糙度以及综合漏失因子等因素对漏失的影响,形成新的防漏堵漏设计准则。结果表明钻井液漏失量随裂缝宽度增加而增加,随钻井液流变性、裂缝粗糙度及综合漏失因子增加而减小;依据裂缝临界宽度,裂缝性地层漏失可分为微尺度、中尺度和大尺度裂缝性漏失,3种不同的漏失类型需采取与之相适应的堵漏材料进行封堵。 展开更多

关键词 裂缝性地层 钻井液漏失 漏失模型 粗糙裂缝 裂缝临界宽度 堵漏对策

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粗糙裂缝内支撑剂运移铺置行为试验 被引量：7

3

作者 蒋廷学 卞晓冰 +4 位作者 侯磊 黄海 张超 李华周 王志远 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期95-101,共7页

为了定量预测粗糙裂缝内支撑剂覆盖率,开展不同工况下粗糙裂缝内支撑剂覆盖率的试验研究。基于自主设计的粗糙裂缝试验装置,通过控制变量方法进行不同壁面粗糙度、泵注排量、支撑剂质量分数、压裂液黏度等条件下的输砂试验,定性揭示不... 为了定量预测粗糙裂缝内支撑剂覆盖率,开展不同工况下粗糙裂缝内支撑剂覆盖率的试验研究。基于自主设计的粗糙裂缝试验装置,通过控制变量方法进行不同壁面粗糙度、泵注排量、支撑剂质量分数、压裂液黏度等条件下的输砂试验,定性揭示不同施工参数对支撑剂在粗糙裂缝中输送的影响规律,并基于试验结果提出粗糙裂缝内支撑剂覆盖率计算模型。结果表明:以分形维数(变差函数)为主的裂缝壁面粗糙度定量描述方法能够解释支撑剂在粗糙裂缝内运移沉降过程;支撑剂在粗糙裂缝内的运移、沉降和充填行为与光滑裂缝内有较大差异;不同的裂缝壁面粗糙度能导致支撑剂运移、沉降和充填方式的差异;粗糙裂缝输砂需要足够高的压裂液黏度及泵注排量才能保证支撑剂的有效流动;支撑剂质量分数越大需要与之匹配的流体黏度、携砂液排量越大;基于试验结果建立的粗糙裂缝内支撑剂相对覆盖率预测模型,能够实现对不同粗糙裂缝内不同施工参数组合下支撑剂覆盖范围的预测。 展开更多

关键词 粗糙裂缝 粗糙度 施工参数 支撑剂相对覆盖率预测模型 水力压裂

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水力裂缝形貌对酸刻蚀行为及导流能力影响 被引量：6

4

作者 苟波 李骁 +1 位作者 马辉运 周长林 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期80-90,共11页

目前酸压裂缝导流能力实验多采用光滑岩板模拟地层水力裂缝,忽略了裂缝粗糙形貌对酸刻蚀行为、导流能力影响。采用自研装置"酸压裂缝导流能力测试系统",分别用光滑岩板、粗糙岩板模拟光滑裂缝、粗糙裂缝,研究了不同注酸排量... 目前酸压裂缝导流能力实验多采用光滑岩板模拟地层水力裂缝,忽略了裂缝粗糙形貌对酸刻蚀行为、导流能力影响。采用自研装置"酸压裂缝导流能力测试系统",分别用光滑岩板、粗糙岩板模拟光滑裂缝、粗糙裂缝,研究了不同注酸排量、注酸时间下两种不同形貌水力裂缝的酸刻蚀行为和导流能力特征。结果表明,酸刻蚀后光滑裂缝轮廓线迂曲度增加;粗糙裂缝相反,酸刻蚀作用体现为削"峰"深"谷"。增加注酸排量或注酸时间,粗糙裂缝的高程变化、裂缝宽度、酸溶蚀量和导流能力增加幅度均明显大于光滑裂缝,且导流保持能力更好;粗糙裂缝对注酸参数变化更敏感。粗糙岩板利于真实评价储层条件下酸压裂缝导流能力,提高酸压方案设计的针对性,改善酸压效果。 展开更多

关键词 水力裂缝形貌 粗糙裂缝 光滑裂缝 酸刻蚀形态 导流能力

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致密气藏多尺度支撑机理研究与应用 被引量：6

5

作者 陈迟 郭建春 +1 位作者 路千里 慈建发 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期131-138,共8页

致密砂岩气作为重要的非常规天然气资源,需经过压裂改造才能实现有效开发。选取四川盆地致密砂岩露头岩芯,雕刻制作粗糙裂缝面岩板开展多尺度裂缝导流能力和支撑剂回流实验,分析导流能力及支撑剂回流的影响规律。研究表明,为了获得较高... 致密砂岩气作为重要的非常规天然气资源,需经过压裂改造才能实现有效开发。选取四川盆地致密砂岩露头岩芯,雕刻制作粗糙裂缝面岩板开展多尺度裂缝导流能力和支撑剂回流实验,分析导流能力及支撑剂回流的影响规律。研究表明,为了获得较高且稳定的导流能力,近井主裂缝需要有足够的支撑剂以提供更大的剩余缝宽,远井剪切裂缝只加入少量小粒径支撑剂也能有效改善高闭合应力条件下的导流能力;对于支撑剂充填的主裂缝,裂缝导流能力随着闭合应力和支撑剂浓度的变化存在临界闭合应力及临界支撑剂浓度。在支撑剂充填层中加入纤维,临界出砂流速呈数量级增长,可以有效预防压后裂缝的支撑剂回流。致密气藏多尺度支撑理念在四川盆地川西拗陷致密气储层开展的压裂工程实践取得了显著的增产效果,为中国致密气藏经济高效开发提供了有效支撑和借鉴。 展开更多

关键词 致密气 水力压裂 多尺度支撑 粗糙裂缝 导流能力 出砂

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非常规油气储集层粗糙压裂裂缝内支撑剂运移机理 被引量：3

6

作者 尹邦堂 张超 +7 位作者 王志远 孙宝江 高永海 王晓鹏 毕闯 张启龙 王金堂 石军太 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期624-632,共9页

基于分形插值理论建立了具有粗糙壁面裂缝的生成方法,同时考虑颗粒-颗粒、颗粒-壁面、颗粒-流体的相互作用,建立了基于计算流体力学(CFD)-离散单元法(DEM)耦合的支撑剂-压裂液两相流动模型。经实验数据的检验,证实该模型可以较好地匹配... 基于分形插值理论建立了具有粗糙壁面裂缝的生成方法,同时考虑颗粒-颗粒、颗粒-壁面、颗粒-流体的相互作用,建立了基于计算流体力学(CFD)-离散单元法(DEM)耦合的支撑剂-压裂液两相流动模型。经实验数据的检验,证实该模型可以较好地匹配粗糙裂缝内支撑剂的运移情况及堆积过程。经多个方案的数值模拟研究表明:与光滑平板裂缝相比,支撑剂在粗糙裂缝内输送,壁面粗糙凸起会显著影响支撑剂的运移与沉降,裂缝模型的粗糙程度越高,裂缝入口附近的支撑剂颗粒沉降速度越快,其水平运移距离越短,越倾向于在裂缝入口附近堆积,并在较短时间内形成缝内砂堵。裂缝壁面粗糙度在一定程度上可控制流体的运移路径,改变支撑剂填充裂缝的方式,一方面粗糙壁面凸起抬升了支撑剂运移轨迹,使支撑剂流出裂缝,导致覆盖率减小;另一方面携砂液易在粗糙壁面凸起接触点附近发生转向流动,可在一定程度上扩大支撑剂覆盖范围。 展开更多

关键词 非常规油气储集层 压裂改造 粗糙裂缝 分形插值 CFD-DEM耦合 支撑剂运移

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三维粗糙裂缝网络钻井液漏失流固耦合模型研究 被引量：1

7

作者 金泰宇 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期69-77,共9页

针对现有三维裂缝性地层钻井液漏失模型未考虑粗糙裂缝网络对钻井液漏速影响的情况,建立了三维椭圆裂缝粗糙表面形貌方程,采用分形维数、高度幅值和粗糙峰叠加数量3个参数表征粗糙裂缝;建立了三维裂缝性地层钻井液漏失流固耦合力学模型... 针对现有三维裂缝性地层钻井液漏失模型未考虑粗糙裂缝网络对钻井液漏速影响的情况,建立了三维椭圆裂缝粗糙表面形貌方程,采用分形维数、高度幅值和粗糙峰叠加数量3个参数表征粗糙裂缝;建立了三维裂缝性地层钻井液漏失流固耦合力学模型,修正了粗糙裂缝中流体流动的立方定律,研究了漏失过程中储层压力和裂缝开度的变化规律。实例计算表明,分形维数和高度幅值与钻井液漏失量呈正相关关系;粗糙峰叠加数量与裂缝的平均开度、钻井液漏失量呈负相关关系,裂缝的最大开度与钻井液漏失量有显著的正相关关系。选择堵漏材料粒径时需要充分考虑裂缝表面粗糙度的影响,堵漏材料应重点在开度较大处架桥。研究成果为进一步认识钻井液在裂缝性地层的漏失规律和裂缝开度反演提供了理论基础。 展开更多

关键词 粗糙裂缝 分形 钻井液 漏失 流固耦合 数值模拟

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粗糙裂缝内支撑剂运移与展布规律数值模拟

8

作者 刘善勇 尹彪 +1 位作者 楼一珊 张艳 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期104-109,共6页

粗糙狭窄裂缝壁面造成水力压裂有效裂缝体积减小,极大地影响缝内支撑剂运移与铺置和压裂改造效果。为此,采用Matlab建立自相关高斯分布曲面,并结合分形理论识别分析裂缝粗糙面,采用计算流体动力学—颗粒元(CFD-DEM)双向耦合方法,建立了... 粗糙狭窄裂缝壁面造成水力压裂有效裂缝体积减小,极大地影响缝内支撑剂运移与铺置和压裂改造效果。为此,采用Matlab建立自相关高斯分布曲面,并结合分形理论识别分析裂缝粗糙面,采用计算流体动力学—颗粒元(CFD-DEM)双向耦合方法,建立了不同粗糙度的裂缝三维模型,分析了不同支撑剂粒径组合在不同粗糙度缝道内的沉积和运移过程及规律。研究表明:随着缝面由平滑向粗糙变化,支撑剂堵塞明显;在重力作用下小粒径支撑剂(粒径与缝宽比为0.3)具有出更好的运移能力,但难以保证近井端支撑效果;大粒径支撑剂(粒径与缝宽比为0.8)覆盖面积增加158.1%,堵塞于缝口附近,影响后续支撑剂向远处运移,推荐粒径缝宽比为0.4;对于组合粒径加砂方式,推荐采用“先小后大”的注入顺序,以保证支撑剂运移距离和效率。研究结果有助于更好地理解裂缝粗糙度对支撑剂在裂缝中运移的影响,对压裂设计及施工参数优化具有指导意义。 展开更多

关键词 水力压裂 计算流体动力学 颗粒元 粗糙裂缝 粗糙度 支撑剂运移

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粗糙壁面压裂裂缝内支撑剂运移铺置特征

9

作者 黄海 郑永 +5 位作者 王毅 王海柱 倪军 王斌 杨兵 张文通 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期399-408,共10页

采用铸模工艺对岩石露头粗糙劈裂裂缝面进行立体重建,搭建大型可视化粗糙裂缝实验装置并开展支撑剂运移实验,研究粗糙壁面裂缝内支撑剂运移铺置的典型特征及其内在机制,分析裂缝倾斜程度、裂缝宽度以及压裂液黏度对支撑剂在粗糙裂缝内... 采用铸模工艺对岩石露头粗糙劈裂裂缝面进行立体重建,搭建大型可视化粗糙裂缝实验装置并开展支撑剂运移实验,研究粗糙壁面裂缝内支撑剂运移铺置的典型特征及其内在机制,分析裂缝倾斜程度、裂缝宽度以及压裂液黏度对支撑剂在粗糙裂缝内运移铺置的影响规律。研究表明:裂缝的粗糙特征会引起流道形状和流体流动模式的改变,导致支撑剂运移时易发生桥接堆积并形成未充填区,携砂液出现窜流、反向流和绕流等多种复杂流动形式,并影响砂丘堆积的稳定性;支撑剂在倾斜粗糙裂缝内具有更高的铺置率,实验中相较于垂直裂缝其铺置率最大增加了22.16个百分点,但砂丘的稳定性差;缝宽减小会加剧支撑剂的桥接堆积并导致更高的泵注压力;增大压裂液黏度能够减轻裂缝面粗糙特征引起的支撑剂桥接堆积。 展开更多

关键词 储层压裂 粗糙裂缝 支撑剂 运移铺置特征 桥接堆积

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粗糙裂缝压裂暂堵剂运移规律数值模拟 被引量：3

10

作者 郑臣 汪道兵 +2 位作者 秦浩 董永存 宇波 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期88-103,I0006,I0007,共18页

为精准刻画球形暂堵剂在粗糙裂缝内运移规律及研究颗粒之间相互作用机理,构建具有长度相等的阶梯粗糙裂缝物理模型和CT扫描真实粗糙裂缝模型,基于离散相(DPM)多相流模型表征暂堵剂颗粒之间相互作用,采用流体流动与暂堵剂颗粒运移的双向... 为精准刻画球形暂堵剂在粗糙裂缝内运移规律及研究颗粒之间相互作用机理,构建具有长度相等的阶梯粗糙裂缝物理模型和CT扫描真实粗糙裂缝模型,基于离散相(DPM)多相流模型表征暂堵剂颗粒之间相互作用,采用流体流动与暂堵剂颗粒运移的双向耦合算法,分析裂缝表面粗糙度、暂堵剂颗粒直径、颗粒体积分数、颗粒速度和暂堵剂携带液黏度对暂堵剂在粗糙裂隙内运移的影响规律。结果表明:暂堵剂颗粒直径越大,对颗粒速度影响越小;随暂堵剂颗粒体积分数和颗粒速度的增大,颗粒受平均作用力逐渐增大;随暂堵剂携带液黏度的增加,颗粒速度和缝内流体在近壁处的速度逐渐降低,与光滑裂缝的模拟结果相反;粗糙裂缝颗粒受平均作用力是光滑裂缝的30.7~37.2倍。该结果为分析暂堵转向压裂施工过程中暂堵剂在粗糙裂缝内的运移规律提供参考。 展开更多

关键词 暂堵转向压裂 粗糙裂缝 双向耦合 暂堵剂运移 颗粒之间相互作用 数值模拟

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粗糙裂缝对井眼声波传播的影响 被引量：3

11

作者 曹鸿飞 章成广 +2 位作者 蔡明 陈义群 蔡德洋 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第23期9947-9954,共8页

由于天然裂缝并非光滑裂缝,在通过声、电成像对裂缝进行识别过程中,如果将裂缝视为光滑裂缝,将会产生误差。斯通利波反射系数对裂缝宽度具有较高的灵敏度,常用斯通利波识别裂缝。分别采用物理实验和数值模拟的方法来研究粗糙裂缝对声波... 由于天然裂缝并非光滑裂缝,在通过声、电成像对裂缝进行识别过程中,如果将裂缝视为光滑裂缝,将会产生误差。斯通利波反射系数对裂缝宽度具有较高的灵敏度,常用斯通利波识别裂缝。分别采用物理实验和数值模拟的方法来研究粗糙裂缝对声波响应的影响,在实验方面,进行了模型井裂缝粗糙度实验,得到了粗糙裂缝的裂缝宽度和衰减系数之间的关系。对水平裂缝井眼模型进行数值模拟,研究正弦形状的粗糙裂缝对斯通利波的影响。采用迂曲度对裂缝表面的粗糙程度进行描述。实验结果显示随着裂缝表面刻槽的增加,斯通利波的衰减系数也会增加。模拟结果显示粗糙裂缝的宽度越小,和同样宽度的光滑的裂缝衰减系数之间的差距越大。通过拟合建立了斯通利波衰减系数与裂缝宽度、迂曲度的关系式。 展开更多

关键词 粗糙裂缝 斯通利波 迂曲度 物理实验 数值模拟

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基于CFD-DEM耦合的粗糙裂缝内暂堵剂运移规律研究

12

作者 郑臣 汪道兵 +2 位作者 宇波 孙东亮 韩东旭 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期422-429,共8页

为准确捕捉裂缝表面粗糙度对暂堵剂在干热岩粗糙裂缝内运移规律的影响,本文分别构建了矩形、三角形和半圆形干热岩粗糙裂缝物理模型,提出了一种描述人工裂缝表面粗糙度的方法,然后基于CFD-DEM双向耦合多相流模型,分析了裂缝表面粗糙度... 为准确捕捉裂缝表面粗糙度对暂堵剂在干热岩粗糙裂缝内运移规律的影响,本文分别构建了矩形、三角形和半圆形干热岩粗糙裂缝物理模型,提出了一种描述人工裂缝表面粗糙度的方法,然后基于CFD-DEM双向耦合多相流模型,分析了裂缝表面粗糙度等因素对粗糙暂堵剂缝内运移规律的影响。结果表明:缝内颗粒速度随裂缝表面粗糙度增量的减小而逐渐减小;颗粒受力随裂缝表面粗糙度增加呈正态分布;颗粒温度受裂缝表面粗糙度影响较小。 展开更多

关键词 暂堵转向压裂 粗糙裂缝 CFD-DEM 暂堵剂运移 多相流

原文传递

剪切滑移裂缝中流体渗流的Lattice Boltzmann模拟研究 被引量：2

13

作者 曲冠政 王一妃 +3 位作者 林鑫 Randy Doly Hazlett 韩强 柏明星 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期204-211,共8页

针对目前学界有关剪切滑移作用对裂缝中流体渗流研究较少的情况,分析现有研究方法的缺陷,改进现有的研究模型,以固定研究目标尺寸为基础,引入Lattice Boltzmann方法,研究流体在剪切滑移结构中的渗流,并考察非匹配性和接触面积对流体渗... 针对目前学界有关剪切滑移作用对裂缝中流体渗流研究较少的情况,分析现有研究方法的缺陷,改进现有的研究模型,以固定研究目标尺寸为基础,引入Lattice Boltzmann方法,研究流体在剪切滑移结构中的渗流,并考察非匹配性和接触面积对流体渗流的影响。结果表明:随机二维剖面线可拆分为V型、正弦和凹槽等基本单元体;在基本单元体、二维剖面线中,裂缝面的滑移造成渗流方向上开度分布的非均匀性,渗透率呈现数量级的减小;非匹配情况下的裂缝渗透率比匹配情况下的低,随滑移距离的增加,流体渗流能力均呈先下降后上升趋势;三维裂缝结构的渗透率随滑移距离的增加总体呈下降趋势,下降幅度比基本单元体和二维剖面线结构要低;裂缝面产生剪切滑移时,结构间的非匹配性造成流体渗流轨迹呈三维迂曲性;剪切滑移所造成的非匹配性及接触面积,均对渗流能力有负面作用,但非匹配性可以对裂缝结构起到一定的自支撑作用。 展开更多

关键词 剪切滑移 粗糙裂缝 LATTICE Boltzmann模拟 渗流规律

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基于迎风差分格式的裂缝酸压数值模拟 被引量：2

14

作者 李义林 李泰良 《数学的实践与认识》 北大核心 2020年第18期160-166,共7页

低渗透致密碳酸盐岩储层现场施工时多采用酸化压裂的方式进行增产改造.酸压改造后的裂缝形态是评价施工效果的重要参数,酸压数值模拟能预测酸压后的裂缝形态,可以作为优化施工参数的工具,但裂缝酸压数值模拟计算中,由于数学模型复杂、... 低渗透致密碳酸盐岩储层现场施工时多采用酸化压裂的方式进行增产改造.酸压改造后的裂缝形态是评价施工效果的重要参数,酸压数值模拟能预测酸压后的裂缝形态,可以作为优化施工参数的工具,但裂缝酸压数值模拟计算中,由于数学模型复杂、计算量庞大等原因极易导致计算结果不收敛.针对此问题,本文以立方定律为基础,推导裂缝酸压数学模型,并构建了适用于本模型的迎风差分格式,随后采用迎风差分格式进行数值模拟计算.结果显示,迎风差分格式在计算粗糙裂缝的酸压数值模拟时收敛性好,数值模拟结果与理论相符. 展开更多

关键词 迎风差分格式 酸化压裂 数值模拟 粗糙裂缝

原文传递

基于Gaussian分布的三维非匹配性裂缝渗流规律 被引量：1

15

作者 曲冠政 彭娇 +5 位作者 赵凯 高伟 RANDY Hazlett 周德胜 曲占庆 姜海龙 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期88-97,共10页

掌握裂缝结构中的渗流规律对合理开发非常规资源具有重要意义。基于页岩裂缝面高度分布特点,引入Gaussion分布函数并综合考虑粗糙度、分形维数、非匹配性和各向异性等构建三维裂缝的数学模型;采用Lattice Boltzmann方法结合正交试验和... 掌握裂缝结构中的渗流规律对合理开发非常规资源具有重要意义。基于页岩裂缝面高度分布特点,引入Gaussion分布函数并综合考虑粗糙度、分形维数、非匹配性和各向异性等构建三维裂缝的数学模型;采用Lattice Boltzmann方法结合正交试验和灰色关联分析系统研究三维非匹配性裂缝中流体的渗流规律。结果表明:研究中裂缝渗透率约为平板模型的20%~50%;非匹配区域结构的突然变化极易产生回流区,导致裂缝渗透率减小;在保证开度情况下,尽量避免产生裂缝的非匹配性,降低其粗糙度和分形维数;裂缝开度和粗糙度是影响裂缝渗透率的最主要因素,其他依次为分形维数、各向异性系数和非匹配长度;实例中裂缝渗透率随各向异性系数增加先增加后降低,并在各向异性系数为0.7时达最大值。 展开更多

关键词 Gaussian分布 粗糙裂缝 非匹配长度 LATTICE Boltzmann模拟 灰色关联分析

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剪切滑移裂缝对井眼声波传播的影响

16

作者 曹鸿飞 《云南化工》 CAS 2021年第10期122-124,共3页

裂缝对储层含油气性和产能有直接的影响,裂缝的测井识别与评价是致密砂岩储层油气勘探开发的关键。在研究过程中发现,如果将天然裂缝视为光滑裂缝,理想平板模型所计算的结果会与实际结果有误差。通过分析,造成这种误差的原因,一方面与... 裂缝对储层含油气性和产能有直接的影响,裂缝的测井识别与评价是致密砂岩储层油气勘探开发的关键。在研究过程中发现,如果将天然裂缝视为光滑裂缝,理想平板模型所计算的结果会与实际结果有误差。通过分析,造成这种误差的原因,一方面与裂缝结构的粗糙性有关,另一方面与裂缝结构有关。非常规储层通过压裂形成的裂缝结构有拉张型裂缝结构和剪切滑移裂缝结构,通常将粗糙裂缝视为拉张型裂缝结构,在剪切滑移作用下,裂缝的结构会产生变化。斯通利波反射系数对裂缝宽度反应灵敏,常用来识别裂缝,对井孔模型进行数值模拟,研究粗糙裂缝对斯通利波的影响。采用迂曲度对裂缝表面的粗糙程度进行描述,在研究过程中发现粗糙裂缝的剪切滑移会对斯通利波的衰减造成一定的影响,通过拟合得到斯通利波的衰减系数与滑移距离、迂曲度的计算公式。 展开更多

关键词 粗糙裂缝 迂曲度 剪切滑移裂缝 数值模拟

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页岩体积压裂支撑剂铺置运移模拟及其应用 被引量：6

17

作者 林啸 杨兆中 +3 位作者 胡月 许旭东 刘一婷 罗攀 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期151-157,共7页

支撑剂在裂缝中的运移是页岩体积压裂中的难点及研究热点,目前一般将裂缝考虑为矩形平板状,但据现场实际、室内实验、微地震监测、理论分析,体积压裂裂缝一般具有不规则齿状特征,裂缝初始延伸方向很有可能与最终延伸方向存在一定夹角,... 支撑剂在裂缝中的运移是页岩体积压裂中的难点及研究热点,目前一般将裂缝考虑为矩形平板状,但据现场实际、室内实验、微地震监测、理论分析,体积压裂裂缝一般具有不规则齿状特征,裂缝初始延伸方向很有可能与最终延伸方向存在一定夹角,并极有可能形成裂缝网络。针对页岩体积压裂中支撑剂在粗糙、迂曲的复杂裂缝中运移的问题,通过自底向顶的方式建立了三维粗糙迂曲裂缝模型,模拟了不同粗糙程度和迂曲程度中的固液两相流,研究了压裂液和支撑剂性能对铺砂的影响。结果表明:裂缝粗糙程度越大,裂缝迂曲、扭转程度越大,裂缝内平均砂浓度越高,铺砂越均匀;压裂液流速、黏度越大,支撑剂粒径、密度越小,平均砂浓度越高,铺砂越均匀。基于此结论对某井进行了支撑剂优选和组合,压裂施工过程顺利,压后效果较好。 展开更多

关键词 三维粗糙裂缝 三维迂曲裂缝 支撑剂运移 支撑剂铺置 携砂液 两相流

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考虑变应力影响的粗糙裂缝油水两相流动能力数值模拟方法 被引量：1

18

作者 王东英 姚军 +1 位作者 宋文辉 孙海 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期100-107,共8页

油水两相相对渗透率和毛管力曲线是表征裂缝中流体流动特性的重要指标。基于侵入逾渗模型,建立一种考虑变应力影响的粗糙裂缝内油水两相流动数值模拟方法。通过蒙特卡洛法构建单条粗糙裂缝模型;利用侵入逾渗模型模拟单条粗糙裂缝中的稳... 油水两相相对渗透率和毛管力曲线是表征裂缝中流体流动特性的重要指标。基于侵入逾渗模型,建立一种考虑变应力影响的粗糙裂缝内油水两相流动数值模拟方法。通过蒙特卡洛法构建单条粗糙裂缝模型;利用侵入逾渗模型模拟单条粗糙裂缝中的稳态油-水驱替过程,数值求解毛管力及相对渗透率曲线。通过与Mualem解析模型比较验证模型的准确性。借助裂缝所受有效应力与开度间的解析关系,研究变应力影响下油水两相流动能力的变化规律。结果表明:油-水驱替过程中,随着裂缝有效应力增加,毛管力曲线呈整体抬升趋势,其中油相相对渗透率明显减小,而水相相对渗透率基本不变,同时发现油相开始流动对应的含水饱和度和水相基本失去流动能力对应的含水饱和度均随有效应力的增加而减小。 展开更多

关键词 单条粗糙裂缝 相对渗透率 毛管力 变应力 侵入逾渗模型

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裂缝型碳酸盐岩储层酸压数值模拟 被引量：5

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作者 周际永 易飞 +4 位作者 翟立军 宋爱莉 陈庆栋 牟建业 张康康 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第26期186-192,共7页

酸压是碳酸盐岩储层重要的大型增产改造措施。酸压中,准确预测酸液作用距离对酸压设计至关重要,其决定酸压改造范围、影响酸压目标缝长设定及酸压效果预测。裂缝型碳酸盐岩储层非均质性极强,基质较致密,天然裂缝所在区域渗透率很高,酸... 酸压是碳酸盐岩储层重要的大型增产改造措施。酸压中,准确预测酸液作用距离对酸压设计至关重要,其决定酸压改造范围、影响酸压目标缝长设定及酸压效果预测。裂缝型碳酸盐岩储层非均质性极强,基质较致密,天然裂缝所在区域渗透率很高,酸液滤失严重。目前各种酸压模型假设裂缝面上渗透率均匀分布,也不能考虑天然裂缝对滤失的影响,这些模型预测的酸液作用距离较长,酸压设计缺乏可靠的模拟模型。针对该问题,进行了裂缝型碳酸盐岩储层酸压数值模拟研究。首先基于地质统计规律建立人工裂缝面上渗透率分布模型、天然裂缝分布模型,并基于地质统计参数生成裂缝面上渗透率及天然裂缝分布;然后建立酸液流动、酸液滤失、酸岩反应数学、粗糙酸蚀裂缝表面形成过程模拟模型;再将以上模型耦合求解,形成酸压模拟模型。基于该模型,进行了广泛的数值模拟研究,分析了天然裂缝参数对酸液作用距离、酸蚀裂缝表面的影响。研究发现,天然裂缝对活酸作用距离和酸蚀裂缝表面影响显著,考虑天然裂缝时,其作用距离显著低于常规模型预测的距离,酸蚀裂缝表面更粗糙;裂缝型储层酸压设计中,天然裂缝是不可忽略的因素,新模型预测的酸液作用更合理。该研究为裂缝型碳酸盐岩储层酸压设计提供了更可靠模拟工具。 展开更多

关键词 酸压 天然裂缝 数学模型 活酸作用距离 粗糙酸蚀裂缝

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