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含瓦斯煤体水力压裂动态变化特征研究 被引量：93
1
作者 林柏泉 孟杰 +3 位作者 宁俊 张萌博 李全贵 刘洋 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2012年第1期106-110,共5页
为了研究煤体水力压裂的破裂机理及动态变化特征,本文以平煤集团十二矿为例建立了相关数学模型,通过数值试验和现场实验,获得了水力压裂过程中裂隙起裂及扩展过程的动态变化特征,即:应力积累→微裂纹稳定扩展→局部破坏带形成→局部破... 为了研究煤体水力压裂的破裂机理及动态变化特征,本文以平煤集团十二矿为例建立了相关数学模型,通过数值试验和现场实验,获得了水力压裂过程中裂隙起裂及扩展过程的动态变化特征,即:应力积累→微裂纹稳定扩展→局部破坏带形成→局部破坏带扩展与贯通→裂隙失稳扩展;结合现场实测数据及含瓦斯煤体水力压裂动态变化影响因素分析,建立了煤体埋深、瓦斯压力和水力破裂压力三者耦合模型,研究结果对现场实践具有重要指导意义。 展开更多
关键词 水力压裂 破裂机理 动态特征 数值模拟
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水力压裂时煤层缝裂的扩展分析 被引量：80
2
作者 杜春志 茅献彪 卜万奎 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2008年第2期231-234,238,共5页
近年来,水力压裂技术逐渐被应用到煤层气井的压裂施工中.为了深入研究水力压裂时裂缝在煤层中的扩展情况,本文从理论上分析了裂缝壁面的受力状态,根据最大拉应力准则,给出了原级裂隙扩展的力学条件,进而分析了空间壁面裂隙扩展的力学条... 近年来,水力压裂技术逐渐被应用到煤层气井的压裂施工中.为了深入研究水力压裂时裂缝在煤层中的扩展情况,本文从理论上分析了裂缝壁面的受力状态,根据最大拉应力准则,给出了原级裂隙扩展的力学条件,进而分析了空间壁面裂隙扩展的力学条件.在此基础上,利用RF-PA2D-Flow有限元数值软件模拟了高压水作用下煤层裂缝的扩展延伸过程.结果表明:当水压达到理论临界值时,模型中裂缝便向前扩展;当模型中的裂缝转向延伸时,缝端压力完全满足理论分析的空间壁面裂隙延伸条件;通过对裂缝的扩展模拟,再现了裂缝延伸、转向等过程;此法可有效地预测裂缝的长度,为现场煤层压裂提供参考. 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝扩展 力学条件 RFPA2D-Flow 数值模拟
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不同岩性地层水力压裂裂缝扩展规律的模拟实验 被引量：45
3
作者 赵益忠 曲连忠 +2 位作者 王幸尊 程远方 沈海超 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期63-66,共4页
利用真三轴模拟压裂实验系统对玄武岩、巨砾岩、泥灰岩岩心进行了水力压裂裂缝起裂及裂缝扩展模拟实验,得到了压后裂缝几何形态和压裂过程中压力随时间的变化规律。研究结果表明,玄武岩中天然裂缝发育程度较低,抗拉强度较高,裂缝起裂会... 利用真三轴模拟压裂实验系统对玄武岩、巨砾岩、泥灰岩岩心进行了水力压裂裂缝起裂及裂缝扩展模拟实验,得到了压后裂缝几何形态和压裂过程中压力随时间的变化规律。研究结果表明,玄武岩中天然裂缝发育程度较低,抗拉强度较高,裂缝起裂会导致明显的压降,压后能够形成比较理想的双翼缝;巨砾岩中天然裂缝较为发育,裂缝起裂不会导致明显的压降,高排量压裂后形成的裂缝为多组复杂裂缝,裂缝扩展摩阻很大,裂缝延伸压力几乎与破裂压力相当;泥灰岩抗拉强度较低,部分发育有天然裂缝,破裂压力较低,裂缝起裂后延伸压力与最小水平地应力相当。 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝扩展 模拟实验 几何形态
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砂砾岩水力裂缝扩展规律初探 被引量：42
4
作者 孟庆民 张士诚 +2 位作者 郭先敏 陈新浩 张云 《石油天然气学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期119-123,共5页
胜利油田砂砾岩油藏主要分布在东营凹陷北部陡坡带,储层物性差,以低渗透、特低渗透为主,储层埋藏深,压裂改造难度大。在盐22、永920、车66、丰深等区块压裂/酸压施工60多井次,从施工曲线上反映出不同地区、不同埋藏深度的储层在裂缝扩... 胜利油田砂砾岩油藏主要分布在东营凹陷北部陡坡带,储层物性差,以低渗透、特低渗透为主,储层埋藏深,压裂改造难度大。在盐22、永920、车66、丰深等区块压裂/酸压施工60多井次,从施工曲线上反映出不同地区、不同埋藏深度的储层在裂缝扩展过程中具有不同的特点,存在砂堵及加砂困难的现象。由于砾石的存在,导致压裂液在裂缝中的流动状态发生变化,从而影响缝内压力场和流场分布。利用大尺寸真三轴模拟压裂试验系统,对人造岩样进行水力压裂裂缝扩展机理模拟试验,模拟了无砾石、有砾石在不同压差、不同砾石粒径条件下的裂缝扩展规律,通过对试验施工曲线的分析,定性地分析了砾石存在对裂缝扩展的影响,为下一步进行数值模拟研究提供了依据。 展开更多
关键词 砂砾岩 砾石 水力压裂 裂缝扩展 物理模拟
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天然裂缝性地层水力裂缝延伸物理模拟研究 被引量：35
5
作者 姚飞 陈勉 +1 位作者 吴晓东 张广清 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期83-86,共4页
为了研究天然裂缝性地层中天然裂缝网络对水力裂缝延伸的影响规律,采用室内大型试验模拟装置进行了物理模拟。根据实际地层条件和施工参数确定试件参数和试验条件,并采用高温加热自然空气冷却的方法使试件中产生随机裂缝。研究发现,天... 为了研究天然裂缝性地层中天然裂缝网络对水力裂缝延伸的影响规律,采用室内大型试验模拟装置进行了物理模拟。根据实际地层条件和施工参数确定试件参数和试验条件,并采用高温加热自然空气冷却的方法使试件中产生随机裂缝。研究发现,天然裂缝显著影响水力裂缝的延伸,天然裂缝性地层中水力裂缝的延伸具有一定的随机性。裂缝性地层中的水力裂缝是由少数几条尺寸较大的主裂缝和大量尺寸较小的次裂缝组成的系统。压力曲线随时间波动幅度大,在实际压裂施工中表现为压裂液的大量滤失,容易造成过早砂堵,推荐采用高黏度压裂液。 展开更多
关键词 天然裂缝性地层 裂缝网络 水力裂缝延伸 物理模拟
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水力压裂裂缝三维扩展ABAQUS数值模拟研究 被引量：37
6
作者 张汝生 王强 +2 位作者 张祖国 孙志宇 林鑫 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期69-72,共4页
油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程。建立了水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程,引入了二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则,考虑流体在裂缝面横向、纵向流动,采用有限元计算软件ABAQUS中的... 油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程。建立了水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程,引入了二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则,考虑流体在裂缝面横向、纵向流动,采用有限元计算软件ABAQUS中的Soil模块模拟岩石水力压裂的三维复合裂缝起裂与扩展。通过其黏结单元设定裂缝延伸方向,编写用户子程序并嵌入ABAQUS主程序中,以确定初始地应力场、渗流场、随深度变化的孔隙度及随时间变化的滤失系数。从数值模拟结果可以得到水力压裂泵注不同时刻裂缝几何形态、缝内压力分布、岩石变形及其应力分布、孔隙压力分布、压裂液滤失量以及压裂液流体特性、排量、上下隔层应力差、滤失系数等参数对裂缝几何尺寸的影响。 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝扩展 流固耦合 ABAQUS有限元 数值模拟
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提高深层页岩裂缝扩展复杂程度的工艺参数优化 被引量：35
7
作者 张丰收 吴建发 +4 位作者 黄浩勇 王小华 罗浩然 岳文翰 侯冰 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期125-135,共11页
埋深大于3500 m的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝。为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力... 埋深大于3500 m的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝。为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力差下的真三轴压裂物理模拟实验结果开展了离散元数值模拟分析,其结果与发育单一层理的页岩露头室内压裂物理模拟的裂缝扩展规律相吻合;进而对发育多层理的深层页岩储层开展排量、压裂液黏度、层理强度和压裂液交替注入等影响下的裂缝扩展规律数值模拟。研究结果表明:①高排量注入和提高压裂液黏度能够增强深层页岩储层裂缝深穿透改造能力,当排量达到90 mL/min或压裂液黏度达到60 mPa·s时,水力裂缝可连续穿过4条层理并贯穿整个试样;②在高水平主应力差下,低黏度压裂液倾向于激活水平层理,而高黏度压裂液则倾向于直接穿过层理形成垂直主缝。结论认为:①采用前置高黏度/后置低黏度压裂液交替注入压裂工艺可以最大限度地提高深层页岩储层压裂裂缝复杂程度;②当井筒附近存在薄弱层理时,应及时调整压裂工艺和压裂参数,比如尽可能地增加施工排量、采用瓜胶压裂液等,以使水力裂缝突破近井薄弱层理抑制进而实现深穿透改造。 展开更多
关键词 深层页岩 水力压裂 压裂液交替注入 裂缝扩展复杂程度 物模实验 离散格子方法 排量 层理强度
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煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验 被引量：30
8
作者 石欣雨 文国军 +1 位作者 白江浩 许新建 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1145-1151,共7页
探讨煤岩水压裂缝扩展规律是提高煤层气开采效率,降低开采安全风险及成本的重要课题。采用原煤试样,参照煤层气井水力压裂工程制定了"三轴向施加围压-顶部钻孔-下射流管注水"的煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验方案,根据实... 探讨煤岩水压裂缝扩展规律是提高煤层气开采效率,降低开采安全风险及成本的重要课题。采用原煤试样,参照煤层气井水力压裂工程制定了"三轴向施加围压-顶部钻孔-下射流管注水"的煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验方案,根据实验方案结合现有实验条件开展了煤岩水力压裂物理模拟实验及煤岩裂缝检测实验。实验结果表明:煤岩沿层理面方向裂缝的发育程度要高于垂直层理面方向的裂缝;煤岩水压裂缝扩展形式以注水孔壁原生横向裂缝扩展为主,纵向裂缝扩展为辅,且裂缝呈直线形、跳跃性扩展。同时,根据实验结果分析提出:实际煤储层水力压裂工程中,射流孔应尽量布置在井壁含有较多横向原生裂缝的位置,提高煤层气井水力压裂质量;对于井壁同时含有较多横向裂缝和纵向裂缝的储层,采用"控压"压裂方式提高造缝质量;对于厚储层,采用"分段-分压"压裂方式构造横纵交织的裂缝网,提高煤层气的开采效率;尽量避免在含较多纵向原生裂缝及较大断层的井壁位置布置射流孔,以免引起煤储层顶板、底板失稳破坏,造成安全事故。 展开更多
关键词 煤岩 水力压裂 裂缝扩展 物理模拟实验
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水力压裂裂缝穿层及扭转扩展的三维模拟分析 被引量：27
9
作者 李连崇 梁正召 +1 位作者 李根 马天辉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期3208-3215,共8页
应用并行有限元程序对水力压裂过程进行真三维数值模拟,实现对压裂裂缝起裂、扩展及扩展中的穿层、扭转行为的全过程分析;数值计算中无需假定压裂裂缝的起裂位置和扩展路径,即可根据实际岩体水力学模型的力学、水力学等边界条件,自动标... 应用并行有限元程序对水力压裂过程进行真三维数值模拟,实现对压裂裂缝起裂、扩展及扩展中的穿层、扭转行为的全过程分析;数值计算中无需假定压裂裂缝的起裂位置和扩展路径,即可根据实际岩体水力学模型的力学、水力学等边界条件,自动标定出压裂裂缝的三维扩展模式,并显示出该并行有限元程序对复杂地质力学条件下水力压裂过程三维模拟分析的适用性。通过对压裂裂缝扩展过程中孔隙压力分布、裂缝几何形状和尺寸的演化进行了解读,显示出压裂裂缝的扩展模式与地层分布密切相关。当生产层很薄或生产层与上下阻挡层岩性差别较大时,裂缝穿层现象突出,可能会出现压裂实际缝长远远小于设计缝长的现象;近场地应力差异、地层分布特征及岩体细观非均匀性都有可能诱发压裂裂缝扭转扩张。分析结果对水力压裂施工设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 水力压裂 并行计算 裂缝 数值模拟
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页岩水力压裂的关键力学问题 被引量：26
10
作者 柳占立 王涛 +3 位作者 高岳 曾庆磊 庄茁 黄克智 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期34-49,共16页
页岩气是指以吸附和游离时而还有流体相的形态状态赋存于泥页岩中的非常规天然气．页岩气开采成为我国绿色能源开发的新领域．尽管北美页岩气革命取得了成功，但目前仍仅有预期产量5～15％的油气采收率，问题出在什么地方？水力压裂被... 页岩气是指以吸附和游离时而还有流体相的形态状态赋存于泥页岩中的非常规天然气．页岩气开采成为我国绿色能源开发的新领域．尽管北美页岩气革命取得了成功，但目前仍仅有预期产量5～15％的油气采收率，问题出在什么地方？水力压裂被认为是提高采收率的关键一环，但水力压裂过程中复杂缝网的形成和力学控制机理尚不清楚，这给力学家提出了巨大的挑战和机遇．结合本课题组近期研究成果，论文从理论、哿确实验三个方面对页岩水力压裂中的关键基础力学问题进行介绍和总结．主要内容包括发展页岩人工裂缝扩展的大型物理模型实验，建立页岩本构模型和断裂力学理论，发展耦合断裂力学和流体力学的裂缝网扩展数值模拟方法．页岩水力压裂研究对发展断裂力学的实验技术、理论模型和数值模拟方法起到推动作用，对提高我国页岩气高效开采技术具有重要意义． 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝网络 大物模实验 断裂力学 数值模拟
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水力裂缝在煤岩界面处穿层扩展规律的数值模拟 被引量：25
11
作者 李浩哲 姜在炳 +2 位作者 舒建生 范耀 杜天林 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期106-113,共8页
为研究水力压裂裂缝在煤层与顶板界面处的穿层扩展规律,在分析煤岩界面性质的基础上,应用有限元法研究煤岩界面处裂缝从顶板起裂后的延伸情况,探讨了相关地质参数和施工参数对裂缝跨界面穿层扩展的影响。结果表明:地质因素中的地应力、... 为研究水力压裂裂缝在煤层与顶板界面处的穿层扩展规律,在分析煤岩界面性质的基础上,应用有限元法研究煤岩界面处裂缝从顶板起裂后的延伸情况,探讨了相关地质参数和施工参数对裂缝跨界面穿层扩展的影响。结果表明:地质因素中的地应力、煤岩界面强度为煤岩界面处裂缝能否穿层扩展的主要影响因素,垂向应力差异系数越大、界面抗剪切强度越大,越有利于裂缝穿层扩展沟通煤层;煤层与顶板间的弹性模量差异、抗拉强度差异是裂缝从顶板穿层进入煤层的有利因素;现场压裂施工应根据地层情况选择合适的施工参数(排量、注入点与界面的距离)以促进裂缝穿层扩展。研究成果能够为煤层顶板分段压裂水平井地面煤层气高效抽采技术的应用提供参考。 展开更多
关键词 水力裂缝 煤岩界面 穿层压裂 裂缝扩展规律 数值模拟
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裂缝性页岩储层多级水力裂缝扩展规律研究 被引量：25
12
作者 侯冰 陈勉 +3 位作者 张保卫 桑宇 程万 谭鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1041-1046,共6页
水力裂缝监测技术显示页岩储层中水力裂缝形态复杂,与传统的砂岩储层有本质区别,传统的裂缝扩展模型难以描述和解释页岩地层裂缝扩展的复杂性。基于线弹性断裂力学理论,针对页岩地层裂缝发育的特征,采用位移不连续法建立了一种多裂缝扩... 水力裂缝监测技术显示页岩储层中水力裂缝形态复杂,与传统的砂岩储层有本质区别,传统的裂缝扩展模型难以描述和解释页岩地层裂缝扩展的复杂性。基于线弹性断裂力学理论,针对页岩地层裂缝发育的特征,采用位移不连续法建立了一种多裂缝扩展二维数值模型,模拟了页岩地层中水力裂缝在随机分布的天然裂缝干扰下扩展的复杂形态。数值模拟显示,当相对净压力较大、天然裂缝与初始水力裂缝最优扩展方向夹角较大时,更倾向于形成复杂形态裂缝;水平应力差较大时,水力裂缝分叉的几率越小,通过对页岩露头的真三轴水力压裂物理模拟试验研究进一步验证了数值模拟方法的合理性,龙马溪组页岩地层的微地震监测解释结果与本数值模拟结果吻合良好。 展开更多
关键词 位移不连续法 页岩 水力压裂 数值模拟 物理模拟
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弱固结砂岩气藏水力压裂裂缝延伸规律研究 被引量：16
13
作者 邓金根 王金凤 闫建华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期72-74,共3页
针对我国疏松砂岩储层出砂严重需要进行压裂充填防砂的情况,对疏松砂岩压裂裂缝启裂及延伸规律进行了数值模拟计算,并重点对地应力、储层强度、射孔方式对裂缝扩展延伸的影响规律进行了分析计算。结果表明:用螺旋射孔方式完井在疏松砂... 针对我国疏松砂岩储层出砂严重需要进行压裂充填防砂的情况,对疏松砂岩压裂裂缝启裂及延伸规律进行了数值模拟计算,并重点对地应力、储层强度、射孔方式对裂缝扩展延伸的影响规律进行了分析计算。结果表明:用螺旋射孔方式完井在疏松砂岩储层中难以获得大而平整的裂缝,防砂效果不理想,定向射孔可得到较为理想的人工裂缝。研究结果对疏松砂岩储层压裂充填防砂设计具有较大的指导意义。 展开更多
关键词 弱固结砂岩 气藏 水力压裂 裂缝 延伸规律
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裂隙水流与混凝土开裂相互作用的耦合模型 被引量：23
14
作者 方修君 金峰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期1466-1474,共9页
利用扩展有限元法对裂隙水压作用下混凝土结构的开裂过程进行了模拟,裂纹中的流体运动在立方定理的基础上求解,混凝土开裂力学行为采用了黏聚裂纹模型来描述,采用松散型的耦合方式考虑裂隙水流和开裂结构间的相互作用。推导了在基于虚... 利用扩展有限元法对裂隙水压作用下混凝土结构的开裂过程进行了模拟,裂纹中的流体运动在立方定理的基础上求解,混凝土开裂力学行为采用了黏聚裂纹模型来描述,采用松散型的耦合方式考虑裂隙水流和开裂结构间的相互作用。推导了在基于虚节点法的扩展有限元法框架下的耦合模型控制方程,通过双层迭代结构进行总体方程求解,对混凝土试件在裂纹水压作用下的开裂过程进行了数值模拟。不同加载速率条件下的计算结果反映的裂纹水压变化规律均与试验相近,结果也说明了扩展有限元法是处理连续-非连续问题的一种有效方法。 展开更多
关键词 扩展有限元 黏聚裂纹模型 水力劈裂 松散耦合 数值模拟
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基于损伤力学分析的水力压裂三维裂缝形态研究 被引量：22
15
作者 王素玲 姜民政 刘合 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期2205-2210,共6页
水力压裂三维裂缝形态及延伸的预测是评价水力压裂效果的主要因素,采用了损伤力学与断裂力学相结合的方法,描述了裂缝表面岩体的力学行为,建立了裂缝面上的损伤判据与损伤演化方程。根据岩石力学与渗流力学,采用有限元方法建立了低渗透... 水力压裂三维裂缝形态及延伸的预测是评价水力压裂效果的主要因素,采用了损伤力学与断裂力学相结合的方法,描述了裂缝表面岩体的力学行为,建立了裂缝面上的损伤判据与损伤演化方程。根据岩石力学与渗流力学,采用有限元方法建立了低渗透储层岩体的流固-损伤耦合方程,并采用Newton-Raphson与线性搜索相结合的方法进行求解,获得了低渗透油层水力压裂三维裂缝的动态扩展过程及最终形态,揭示其力学本质。通过算例验证了理论及计算方法的正确性。在此基础上,分析了影响裂缝扩展的主要因素,其结果可为水力压裂设计提供较为可靠和准确的预测手段,以提高油层水力压裂措施的成功率。 展开更多
关键词 水力压裂 三维裂缝 损伤力学 数值模拟
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页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展 被引量：23
16
作者 潘林华 程礼军 +1 位作者 陆朝晖 岳锋 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1-6,151,共6页
页岩储层低孔低渗,水平井多级压裂、重复压裂和多井同步压裂为主要的增产措施,压裂缝扩展和展布对于页岩压裂设计和施工、裂缝监测、产能评价至关重要。对大量相关文献进行了调研和分析,得出以下结论:1水力压裂室内实验是评价页岩复杂... 页岩储层低孔低渗,水平井多级压裂、重复压裂和多井同步压裂为主要的增产措施,压裂缝扩展和展布对于页岩压裂设计和施工、裂缝监测、产能评价至关重要。对大量相关文献进行了调研和分析,得出以下结论:1水力压裂室内实验是评价页岩复杂裂缝形态最直接的方法,但难以真实地模拟实际储层条件下的水力压裂过程;2扩展有限元、边界元、非常规裂缝扩展模型、离散化缝网模型、混合有限元法及解析和半解析模型为页岩气常用的复杂裂缝扩展模拟方法,但各种方法都有其优缺点和适用性,需要进一步改进和完善才能真实地模拟页岩复杂裂缝扩展;3天然裂缝分布和水平主应力差共同决定页岩复杂裂缝网络的形成,天然裂缝与水平最大主应力方向角度越小、水平主应力差越大,复杂裂缝网络形成难度越大;天然裂缝与水平最大主应力方向的角度越大、水平主应力差越小,越容易形成复杂裂缝网络。研究结果可以为页岩储层缝网压裂裂缝扩展模拟和水力压裂优化设计提供借鉴。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 水力压裂 压裂技术 裂缝扩展 室内实验 数值模拟
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含瓦斯煤体定向水力压裂裂隙导控的数值分析 被引量：21
17
作者 王志军 张瑞林 +1 位作者 张森 赵丹 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期373-379,共7页
根据裂隙产生及扩展机理,总结出轴向楔形槽导控、环形楔形槽导控及控制孔导控3种裂隙导控方法.为对比分析3种导控方法的效果,以真实煤层为研究对象,运用数值试验方法,对常规(非定向)压裂、轴向楔形槽导控压裂、环形楔形槽导控压裂及控... 根据裂隙产生及扩展机理,总结出轴向楔形槽导控、环形楔形槽导控及控制孔导控3种裂隙导控方法.为对比分析3种导控方法的效果,以真实煤层为研究对象,运用数值试验方法,对常规(非定向)压裂、轴向楔形槽导控压裂、环形楔形槽导控压裂及控制孔导控压裂进行了数值模拟;通过声发射及剪应力分布,研究了4种压裂方式下压裂过程中裂隙扩展动态特征,分析了4种压裂方式的微裂压力及破裂压力.结果表明,3种导控方法均可起到控制裂隙发展方向的作用,且有效降低了水力压裂的微裂压力和破裂压力,3种导控方法中以轴向楔形槽导控为最优.研究结果为指导煤(岩)体定向水力压裂提供了参考. 展开更多
关键词 定向水力压裂 裂隙扩展 导控 数值模拟
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四川省宜宾地区龙马溪组页岩水力裂缝形态实验研究 被引量：19
18
作者 付海峰 刘云志 +3 位作者 梁天成 翁定为 卢拥军 修乃岭 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2231-2236,共6页
水力压裂技术是页岩储层开发中的关键技术之一,如何实现储层改造体积的最大化,是制约当前页岩储层高效开发的技术难题。通过开展水力压裂物理模拟实验,直接观察水力压裂裂缝扩展形态,有助于准确认识裂缝扩展机理。通过对762mm×762m... 水力压裂技术是页岩储层开发中的关键技术之一,如何实现储层改造体积的最大化,是制约当前页岩储层高效开发的技术难题。通过开展水力压裂物理模拟实验,直接观察水力压裂裂缝扩展形态,有助于准确认识裂缝扩展机理。通过对762mm×762mm×914mm四川盆地龙马溪组页岩露头和人工样品开展针对性实验研究,分别考察了天然裂缝,泵注参数(排量、黏度)对该龙马溪组页岩水力压裂裂缝形态的影响,同时采用声发射监测技术,对页岩储层声发射事件分布规律进行分析。结果表明,天然裂缝的存在是实现储层复杂裂缝形态的必要条件之一,其分布形态又决定了水力裂缝形态的复杂程度;对水力裂缝形态的评估需要将施工净压力、排量、黏度三者结合考虑,提高施工净压力有利于形成复杂裂缝,随着施工排量或黏度的增长,净压力呈现先增大后减小的规律,即当排量或黏度过高时,裂缝形态又趋于单一化;声发射监测结果能够客观反映裂缝在三维空间内的扩展趋势,声发射率和振幅与泵注压力曲线趋势一致,出现多个峰值,表明页岩水力裂缝扩展具有明显的非连续特征。本工作为页岩压裂机理研究探索了实验方法,为该区块现场体积压裂工艺设计、改造后评估提供实验依据。 展开更多
关键词 水力压裂 页岩 龙马溪组 物理模拟 声发射 天然裂缝
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裂缝强制闭合条件下的压降分析新模型 被引量：14
19
作者 蒋廷学 汪绪刚 +1 位作者 关文龙 曾斌 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期78-81,共4页
以物质平衡原理和相关分析模型为基础 ,对PKN和KGD两种裂缝模型建立了裂缝强制闭合条件下的压力降落解释模型。与以往模型相比 ,该模型既能考虑压裂后立即放喷对裂缝参数解释的影响 ,又能考虑停泵后裂缝继续延伸的情况 ,尚可考虑停泵后... 以物质平衡原理和相关分析模型为基础 ,对PKN和KGD两种裂缝模型建立了裂缝强制闭合条件下的压力降落解释模型。与以往模型相比 ,该模型既能考虑压裂后立即放喷对裂缝参数解释的影响 ,又能考虑停泵后裂缝继续延伸的情况 ,尚可考虑停泵后新延伸裂缝的滤失量及初滤失量。该模型也同样适用裂缝自然闭合的情况。模拟结果表明 ,当进行裂缝强制闭合时 ,以往模型解释的滤失系数比实际值偏大 ,而该模型可获得真实的滤失系数及其他油藏参数和裂缝参数。经矿场实例验证 ,本模型的计算结果稳定可靠 。 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝 强制闭合 压降分析 物质平衡原理 模拟模型
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须家河组致密砂岩水力压裂裂缝形态的试验研究 被引量：19
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作者 魏元龙 杨春和 +4 位作者 郭印同 刘伟 王磊 侯振坤 徐峰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A01期2720-2731,共12页
为研究建南地区须家河组致密砂岩储层水力压裂裂缝延伸特征及空间展布规律，利用室内真三轴水力压裂物理模拟系统，开展致密砂岩水力压裂试验研究。基于试验结果，初步揭示水力裂缝的起裂与扩展机制，分析水力裂缝的裂缝形态，讨论压裂... 为研究建南地区须家河组致密砂岩储层水力压裂裂缝延伸特征及空间展布规律，利用室内真三轴水力压裂物理模拟系统，开展致密砂岩水力压裂试验研究。基于试验结果，初步揭示水力裂缝的起裂与扩展机制，分析水力裂缝的裂缝形态，讨论压裂液排量、类型及地应力差异系数对水力裂缝的影响。研究结果表明：致密砂岩水压致裂后主要形成单一、单翼的水力裂缝，较少形成交叉网络裂缝。水力裂缝主要有4种起裂模式和6种扩展模式，岩石性质是控制起裂与扩展模式的主要因素之一。泵压曲线可分为4大类，第1类泵压曲线对应于单一、单翼的平面型裂缝，第2～4类曲线对应于交叉网络裂缝。破裂压力与排量呈正相关的关系，而与地应力差异系数没有明显规律。压裂液为蒸馏水时，必须考虑滤失效应，而压裂液为液压油时，则不考虑。 展开更多
关键词 岩石力学 须家河组 致密砂岩 水力压裂 裂缝形态 真三轴物理模拟 泵压曲线
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