考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模拟 被引量：3

1

作者 唐慧莹 罗山贵 +4 位作者 梁海鹏 曾波 张烈辉 赵玉龙 宋毅 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期597-607,共11页

基于位移不连续法和离散裂缝统一管网模型,采用顺序迭代数值模拟方法,构建了考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模型。模型考虑了天然裂缝、基质物性对压裂过程的影响,且直接将压裂后地层压力及含水饱和度分布用于后续焖井... 基于位移不连续法和离散裂缝统一管网模型,采用顺序迭代数值模拟方法,构建了考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模型。模型考虑了天然裂缝、基质物性对压裂过程的影响,且直接将压裂后地层压力及含水饱和度分布用于后续焖井、生产模拟,可以更准确地实现压裂-生产一体化模拟。模拟结果表明:储层物性参数对裂缝扩展有较大影响,合理预测压裂结束后地层压力及储层流体分布是准确预测页岩气井产气量、产液量的关键;相较于常规方法,提出的模型同时考虑压裂对基质压力及含水饱和度的影响,可以更准确地模拟产水量、产气量。将建立的模型应用于实际页岩气压裂水平井的压裂-生产一体化模拟,模拟结果与实际生产数据吻合程度较好,验证了模型的准确性。 展开更多

关键词 页岩气井 水力压裂 压裂缝网扩展 气水两相流动 压裂-生产一体化数值模拟

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水平井复杂缝网压裂模拟一体化研究

2

作者 赵凯丽 李爱荣 +4 位作者 余志红 黄跃 侯宾东 刘梦 尹帅 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6619-6627,共9页

鄂尔多斯盆地A区块长63砂组为超低渗储层,常规开采难度大,目前普遍采用水平井压裂的开发方式。针对超低渗储层物性特征,利用地质力学模型和压裂模拟软件,结合嵌入式离散裂缝方法对长63砂组压裂模拟产生的人工裂缝进行表征,并基于此开展... 鄂尔多斯盆地A区块长63砂组为超低渗储层,常规开采难度大,目前普遍采用水平井压裂的开发方式。针对超低渗储层物性特征,利用地质力学模型和压裂模拟软件,结合嵌入式离散裂缝方法对长63砂组压裂模拟产生的人工裂缝进行表征,并基于此开展数值模拟研究。通过这一整合流程,实现水平井复杂压裂的一体化模拟,提高水平井开发的效率。结果表明:嵌入式离散裂缝方法可以将压裂与数值模拟有效结合,实现水平井从压裂到数值模拟一体化的流程;采用定产油的生产方式进行历史拟合,验证数值模型的准确性。通过不断调整相关参数优化模型,使其更加符合井组生产实际情况,有利于后续开发方案调整和生产预测。 展开更多

关键词 水平井 复杂压裂 数值模拟 嵌入式离散裂缝 一体化

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多级燃爆压裂及复合压裂数值模拟

3

作者 郭天魁 王旭东 +4 位作者 曲占庆 王继伟 丁志睿 杨珂笼 马贵颖 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第1期50-58,共9页

为提高页岩气的开发效果,针对页岩气储层燃爆压裂裂缝扩展规律,基于连续-非连续方法,引入裂隙渗流模型与爆源模型构建燃爆压裂裂缝扩展模型,建立以裂缝范围和破裂度为评价指标的燃爆压裂效果评价体系.基于建立的燃爆压裂裂缝扩展模型,... 为提高页岩气的开发效果,针对页岩气储层燃爆压裂裂缝扩展规律,基于连续-非连续方法,引入裂隙渗流模型与爆源模型构建燃爆压裂裂缝扩展模型,建立以裂缝范围和破裂度为评价指标的燃爆压裂效果评价体系.基于建立的燃爆压裂裂缝扩展模型,进行单级和多级燃爆压裂裂缝扩展模拟,并探究复合压裂作用下的改造效果.研究发现,燃爆压裂能够突破井底的应力集中,在应力冲击作用下沿井周形成初始径向裂缝,而后在高压爆生气体的驱动下裂缝长度增加.相较于单级脉冲,3级燃爆脉冲下的破裂度提高14.5%,裂缝长度增加10.7%以上;采用复合压裂工艺在地应力差为10 MPa时仍可形成多条裂缝.研究结果可为页岩气储层的开发提供指导. 展开更多

关键词 油气田开发 页岩气 燃爆压裂 复合压裂 连续-非连续方法 数值模拟

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基于CDEM的砾岩压裂裂缝扩展三维数值模拟及主控因素分析

4

作者 徐泽昊 赵海洋 +2 位作者 刘向君 梁利喜 张文 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第5期112-123,共12页

致密砾岩油气藏资源丰富,通常采用水平井分段压裂构建三维复杂缝网以提升低渗透储层产能。然而,砾岩的强非均质性导致裂缝扩展机理特殊,主控因素影响规律不明,压裂设计与裂缝形态预测面临挑战,制约高效体积改造。基于连续-非连续单元法(... 致密砾岩油气藏资源丰富,通常采用水平井分段压裂构建三维复杂缝网以提升低渗透储层产能。然而,砾岩的强非均质性导致裂缝扩展机理特殊,主控因素影响规律不明,压裂设计与裂缝形态预测面临挑战,制约高效体积改造。基于连续-非连续单元法(CDEM)构建含球形砾石的非均质立方体砾岩模型,模拟压裂裂缝三维扩展过程;定量表征破坏类型、穿砾率、储层改造体积(SRV)及分形维数等关键参数。通过皮尔逊相关系数法系统分析渗透性、砾石强度、胶结面强度、水平应力差等7项影响因素与裂缝参数的相关性,结合变异系数法确定主控因素权重,并基于最小二乘法构建SRV与分形维数的多参数非线性评价模型。研究结果表明,应力特征是影响SRV与裂缝分形维数的核心控制因素,水平应力差与两者均呈显著负相关(相关系数分别为-0.5639、-0.6117),其影响权重分别达31.2%和28.5%;砾石含量与穿砾率呈高度正相关,砾石破坏通常以Ⅰ型破坏为主,并形成低复杂度裂缝,但砾石强度提高与胶结面强度降低会诱发绕砾行为,促使裂缝分叉并提升分形维数。此外,分形维数与注入排量呈负相关,高注入排量导致形成主缝主导的简化裂缝体系;而渗透性对分形维数的敏感性(权重为11.5%)显著高于SRV(权重为6.58%),反映低渗透条件下压裂液渗流受限,抑制裂缝扩展规模,裂缝复杂度受储层渗流能力制约。 展开更多

关键词 连续-非连续单元法 数值模拟 砾岩压裂 裂缝形态 主控因素 相关性分析

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准噶尔盆地呼图壁地区超深超高压致密气藏压裂扩展模拟及优化设计

5

作者 张芮菡 熊卓航 +3 位作者 赵传凯 石磊 闫利恒 仇鹏 《中国石油勘探》 北大核心 2025年第3期165-178,共14页

呼图壁地区HT1井区储层埋深较大,低孔低渗透且致密,高温高压和天然裂缝发育条件下的裂缝扩展规律尚不明确,压裂施工存在挑战。针对此问题,首先对目的层岩心在高温高压条件下进行三轴压缩实验,获取弹性模量、泊松比等参数分布特征;然后... 呼图壁地区HT1井区储层埋深较大,低孔低渗透且致密,高温高压和天然裂缝发育条件下的裂缝扩展规律尚不明确,压裂施工存在挑战。针对此问题,首先对目的层岩心在高温高压条件下进行三轴压缩实验,获取弹性模量、泊松比等参数分布特征;然后基于地质工程一体化方法,综合利用相关实验数据、岩心、测井及地震解释等资料,建立三维地质力学模型;最后以地质力学模型为约束,开展考虑天然裂缝的直井压裂扩展模拟、施工参数优化设计以及生产历史拟合及预测。结果表明:(1)目标区块杨氏模量平均值为37.5GPa,泊松比平均值为0.25,最大水平主应力平均值为220MPa,最小水平主应力平均值为180MPa,最大、最小水平主应力值远大于常规气藏(普遍小于100MPa);(2)基于停泵压降的裂缝参数反演,通过设置小尺度天然裂缝参数长度为70m,间距为150m,拟合了压裂缝长;(3)排量8m^(3)/min,射孔长度8~10m,加液量910m^(3),砂比10%~16%为最优参数;(4)压裂投产下,稳产时间延长8年,累计产气量增加16.13×10^(8)m^(3),压裂效果改善明显,为相关区块开发提供指导意义。 展开更多

关键词 超高压致密气藏 地质工程一体化 压裂参数优化 天然裂缝模型 数值模拟

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常压页岩气地质工程一体化压后数值模拟研究--以DP2井区为例 被引量：8

6

作者 王伟 陈祖华 +2 位作者 梅俊伟 任建华 曾青冬 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期153-161,共9页

页岩储层大规模压裂改造后水力裂缝形态以及压后复杂渗流机理和多种作用机制的相互作用是影响压后产能预测及页岩气井网部署的关键。基于地质工程一体化的工作流开展页岩储层水力压裂缝网建模和数值模拟研究,优化开发技术政策,实现经济... 页岩储层大规模压裂改造后水力裂缝形态以及压后复杂渗流机理和多种作用机制的相互作用是影响压后产能预测及页岩气井网部署的关键。基于地质工程一体化的工作流开展页岩储层水力压裂缝网建模和数值模拟研究,优化开发技术政策,实现经济效益最大化。利用建立的水力裂缝扩展模型模拟压后裂缝网络,该模型考虑水力裂缝间应力阴影、天然裂缝、地应力以及压裂液流动的非均质性,保证了模拟的水力裂缝更接近现场实际,在此基础上考虑气体复杂渗流机理开展压后数值模拟研究。实际应用结果表明:南川区块DP2井区水平应力差异系数小,压裂可形成复杂裂缝网络,水力裂缝在横向延伸方向上有效支撑较好,垂向上有进一步改进提产空间;考虑应力敏感结合经济效益评价,确定最优生产制度为6×10^(4)m^(3)/d,合理水平段长为2000 m。 展开更多

关键词 页岩气 地质工程一体化 压裂模型 数值模拟 裂缝

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致密油多级压裂水平井流-固全耦合产能数值模拟 被引量：17

7

作者 张东旭 张烈辉 +1 位作者 唐慧莹 赵玉龙 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期338-347,共10页

基于多孔介质弹性理论与流-固耦合作用机理,建立了致密油储集层多重孔隙介质变形与流体流动的全耦合数学模型,采用有限元方法对模型进行数值求解并验证了模型的准确性。对致密油储集层多级压裂水平井进行产能数值模拟研究,结果表明:致... 基于多孔介质弹性理论与流-固耦合作用机理,建立了致密油储集层多重孔隙介质变形与流体流动的全耦合数学模型,采用有限元方法对模型进行数值求解并验证了模型的准确性。对致密油储集层多级压裂水平井进行产能数值模拟研究,结果表明:致密油井生产过程中近人工裂缝区域储集层物性大幅度降低,其中人工裂缝开度和人工裂缝导流能力损失幅度分别达到52.12%和89.02%;模拟致密油储集层水平井生产3000 d,全耦合模型与未耦合模型的产能预测误差达38.30%,忽略流-固耦合效应的影响会使产能预测结果产生严重偏差;致密油储集层水平井产能对启动压力梯度最敏感,人工裂缝开度次之,提高人工裂缝初始导流能力有助于提高致密油井产能;压裂施工设计需考虑人工裂缝导流能力、间距、数量、长度的综合影响,片面追求增加裂缝条数无法取得预期的增产效果。 展开更多

关键词 致密油 多重孔隙介质 流-固全耦合 水平井 多级压裂 油藏数值模拟 产能预测

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用数值模拟方法预测压裂井的生产动态 被引量：22

8

作者 何艳青 王鸿勋 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1990年第5期16-25,共10页

利用二维单相油藏模型和裂缝模型,研究了压裂井的产量预测方法。分别考虑了裂缝导流能力随时间的变化、压裂井中尾随加砂等情况,对无限大地层和五点法注水井网边界进行了模拟预测计算,绘制了无因次典型曲线,并与不考虑导流能力随时间变... 利用二维单相油藏模型和裂缝模型,研究了压裂井的产量预测方法。分别考虑了裂缝导流能力随时间的变化、压裂井中尾随加砂等情况,对无限大地层和五点法注水井网边界进行了模拟预测计算,绘制了无因次典型曲线,并与不考虑导流能力随时间变化的典型曲线进行了对比。文中建立了生产预测模型,提出在压裂设计的同时进行产量预测,以此调整方案,达到最优设计。 展开更多

关键词 数值模拟 压裂井 生产动态 预测

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基于混合方法的二维水力压裂数值模拟 被引量：23

9

作者 王理想 唐德泓 +2 位作者 李世海 王杰 冯春 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期973-983,共11页

水力压裂在页岩气开采中被广泛使用,采用数值方法研究压裂机理具有重要意义.基于连续-非连续单元法(CDEM)和中心型有限体积法(FVM),提出解决水力压裂流固耦合问题的二维混合数值计算模型.该混合模型中,使用CDEM求解应力场和裂缝扩展过程... 水力压裂在页岩气开采中被广泛使用,采用数值方法研究压裂机理具有重要意义.基于连续-非连续单元法(CDEM)和中心型有限体积法(FVM),提出解决水力压裂流固耦合问题的二维混合数值计算模型.该混合模型中,使用CDEM求解应力场和裂缝扩展过程,使用FVM求解裂隙渗流场.应力场、裂缝扩展和渗流场均使用显式迭代求解,并通过相互之间数据交换实现流固耦合.通过与KGD理论模型进行对比,验证数值模型的正确性.通过与颗粒离散元数值结果进行对比,验证数值模型的有效性.通过计算复杂缝网压裂模型,研究水力压裂机理,并说明该数值模型在水力压裂模拟中具有很好的前景. 展开更多

关键词 水力压裂 数值模拟 连续-非连续单元法 有限体积法 页岩气开采 复杂裂缝网络

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盐岩水压致裂溶解耦合数学模型与数值模拟 被引量：10

10

作者 梁卫国 赵阳升 李志萍 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期427-430,共4页

在建立岩盐水压致裂、溶解、固-流-传质耦合数学模型的基础上,对其进行了相应的数值模拟。数值模拟结果表明,在水力压裂过程中,岩盐水力裂缝呈扇形张开,其裂缝宽度与离开注水井口的距离及时间成非线性关系;随裂缝的扩展及裂缝宽度的变化... 在建立岩盐水压致裂、溶解、固-流-传质耦合数学模型的基础上,对其进行了相应的数值模拟。数值模拟结果表明,在水力压裂过程中,岩盐水力裂缝呈扇形张开,其裂缝宽度与离开注水井口的距离及时间成非线性关系;随裂缝的扩展及裂缝宽度的变化,裂缝中压力在逐步降低同时向缝尖转移,同时裂缝具有阶段性扩展的特征;在压裂过程中,井口压力的实测结果与数值模拟结果吻合较好。 展开更多

关键词 岩盐 水力压裂 溶解 固-流-传质耦合 数学模型 数值模拟

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压裂水平井生产动态模拟器研制 被引量：4

11

作者 胡永全 张矿生 +1 位作者 赵金洲 曾雨辰 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期88-90,共3页

水平井压裂通常是获得经济产量的必要措施,正确预测压裂后水平井的生产动态并进行水平井优化参数设计就显得相当重要。文章结合油藏—裂缝网格系统划分及IMPES差分方法,建立了压裂水平井三维两相生产动态数值模拟模型,模型中将油藏和裂... 水平井压裂通常是获得经济产量的必要措施,正确预测压裂后水平井的生产动态并进行水平井优化参数设计就显得相当重要。文章结合油藏—裂缝网格系统划分及IMPES差分方法,建立了压裂水平井三维两相生产动态数值模拟模型,模型中将油藏和裂缝当作一个渗流系统处理,针对裂缝划分了不等距油藏—裂缝系统网格,差分后形成大型7对角线性方程组,采用逐次线松弛方法迭代求解,研制开发了水平井压裂数值模拟器,可以模拟不同裂缝条数、裂缝间距以及储层参数和裂缝参数对生产动态的影响。与现场水平井实例对比,证明了模拟器计算结果合理可靠,具有推广和使用价值。 展开更多

关键词 压裂 水平井 数值模拟 生产 动态 模拟器

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整体水力压裂油藏裂缝—油藏耦合数值模拟研究 被引量：13

12

作者 吴忠宝 胡文瑞 +1 位作者 宋新民 郝明强 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期70-73,共4页

目前多采用等效法对整体水力压裂油藏进行数值模拟,该方法存在理论上的缺陷,即将油藏基质和裂缝看成同一渗流系统而忽略了两者的渗流特征差异,由此,采用裂缝—油藏耦合法,分别建立裂缝和油藏基质的渗流方程,通过联立求解克服了该缺陷,... 目前多采用等效法对整体水力压裂油藏进行数值模拟,该方法存在理论上的缺陷,即将油藏基质和裂缝看成同一渗流系统而忽略了两者的渗流特征差异,由此,采用裂缝—油藏耦合法,分别建立裂缝和油藏基质的渗流方程,通过联立求解克服了该缺陷,可真实地反映整体水力压裂油藏的渗流特征。以长庆绥靖油田塞39井区为例,采用裂缝—油藏耦合法进行油藏数值模拟,提出了合理的开发技术政策界限,认为其底水发育区合理采油速度应控制在2%以下,合理生产压差控制在3MPa以下,合理射孔部位为油层上部1/4,以此为理论依据对油田开发进行相应调整,含水率降低了14.3%,预计可提高最终采收率1.2%以上。 展开更多

关键词 裂缝-油藏耦合法 整体水力压裂 等效法 油藏数值模拟 开发技术政策 绥靖油田塞39井区

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套管压裂过程中射孔孔眼冲蚀数值模拟 被引量：10

13

作者 刘雁蜀 秦龙 +1 位作者 王治国 窦益华 《石油机械》 2015年第9期66-69,共4页

套管压裂过程中,携砂液在射孔孔眼处产生节流,造成孔眼处发生冲蚀,使孔眼的几何参数增大甚至产生裂纹,影响施工的安全和效果。为此,利用数值模拟软件,采用欧拉-拉格朗日颗粒追踪理论,分析了不同排量和含砂量情况下射孔孔眼附近的流场、... 套管压裂过程中,携砂液在射孔孔眼处产生节流,造成孔眼处发生冲蚀,使孔眼的几何参数增大甚至产生裂纹,影响施工的安全和效果。为此,利用数值模拟软件,采用欧拉-拉格朗日颗粒追踪理论,分析了不同排量和含砂量情况下射孔孔眼附近的流场、颗粒的运动轨迹及孔眼的冲蚀规律。分析结果表明,随着含砂体积分数的增大,射孔孔眼的冲蚀速率不断变大,当含砂体积分数为15%时,孔眼的冲蚀速率达到2.99×10-5m/s;当排量为9 m3/min时,射孔孔眼的冲蚀速率陡增为2.03×10-5m/s,是排量为8 m3/min时最大冲蚀速率的2倍多。研究结果可为现场射孔和压裂参数优化提供科学依据。 展开更多

关键词 套管压裂 射孔 孔眼 冲蚀速率 流场分析 欧拉-拉格朗日 数值模拟

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基于油藏—裂缝耦合的低渗油藏水井压裂数值模拟研究 被引量：7

14

作者 陈民锋 姜汉桥 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2009年第2期29-32,共4页

利用油藏—裂缝耦合技术,采用对水力压裂裂缝进行矩形网格剖分、与油藏连接处进行PEBI网格剖分相结合的方法,建立油、水两相三维油藏裂缝数值模拟器。利用此数值模拟器,模拟研究了不同条件下水井压裂对注采井组整体开发效果的影响,并利... 利用油藏—裂缝耦合技术,采用对水力压裂裂缝进行矩形网格剖分、与油藏连接处进行PEBI网格剖分相结合的方法,建立油、水两相三维油藏裂缝数值模拟器。利用此数值模拟器,模拟研究了不同条件下水井压裂对注采井组整体开发效果的影响,并利用正交方差分析方法对水井压裂增注效果的主要影响因素进行了显著性评价,提出了适合进行水井压裂增注的油藏条件。以江苏油田H10低渗透断块油藏为例,提出综合效果评价参数,对实际油藏注水井压裂参数设计进行了优化。研究结果为低渗透油藏注水井压裂设计和增注效果评价提供了一种研究手段,对于提高低渗透油田注水效果具有实际意义。 展开更多

关键词 油藏-裂缝耦合 低渗透 水井压裂增注 正交方差分析 参数优化 数值模拟

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基于CDEM的页岩甲烷原位燃爆压裂数值模拟 被引量：15

15

作者 王继伟 曲占庆 +3 位作者 郭天魁 陈铭 吕明锟 王旭东 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期106-115,共10页

甲烷原位燃爆压裂是一种利用原位解析的甲烷气体作为爆源的页岩气储层改造方法。基于连续-非连续单元法(CDEM),结合朗道爆源模型和线弹性拉剪复合断裂本构建立甲烷燃爆压裂数值模型。针对页岩气储层开展直井甲烷燃爆压裂数值模拟,分析... 甲烷原位燃爆压裂是一种利用原位解析的甲烷气体作为爆源的页岩气储层改造方法。基于连续-非连续单元法(CDEM),结合朗道爆源模型和线弹性拉剪复合断裂本构建立甲烷燃爆压裂数值模型。针对页岩气储层开展直井甲烷燃爆压裂数值模拟,分析燃爆峰值压力、增压速率、初始最小主应力、应力差以及天然裂缝参数对燃爆裂缝扩展的影响。结果表明:甲烷燃爆压裂在井周形成复杂裂缝,随着峰值压力和增压速率的增大以及初始最小主应力的减小,燃爆裂缝扩展范围会增加,其中峰值压力的影响最显著;在应力差的影响下燃爆裂缝范围偏向最大主应力方向,且应力差越大这种偏差越明显;天然裂缝能够增强燃爆压裂效果,其分布密度越大、缝长越长、与最大主应力方向夹角越小,燃爆裂缝扩展范围越大。 展开更多

关键词 页岩气 燃爆压裂 连续-非连续单元法 数值模拟 天然裂缝 裂缝扩展

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多级压裂一界面破坏试验及数值模拟研究 被引量：3

16

作者 汪衍刚 冯永存 +3 位作者 邓金根 闫伟 李晓蓉 赵英晓 《石油机械》 北大核心 2023年第5期101-107,共7页

现有多级压裂套管-水泥环破坏研究方式有限,无法准确反映其界面实际破坏情况。为此,结合试验与数值模拟方法,通过研制的胶结参数测试装置,获得界面胶结参数并将其赋予套管-水泥环界面中的Cohesive单元,以此开展在不同套管内压下套管-水... 现有多级压裂套管-水泥环破坏研究方式有限,无法准确反映其界面实际破坏情况。为此,结合试验与数值模拟方法,通过研制的胶结参数测试装置,获得界面胶结参数并将其赋予套管-水泥环界面中的Cohesive单元,以此开展在不同套管内压下套管-水泥环界面(一界面)破坏数值模拟研究。研究结果表明:建立的套管-水泥环-地层有限元模型可使一界面破坏数值模拟最大程度贴近实际界面物理破坏情形;在增压阶段,套管内压值越高,水泥环塑性变形程度越大;水泥环塑性变形程度及一界面微环隙宽度在周向上均不一致,在水泥环塑性变形程度越大的区域一界面微环隙越宽。所得结论可为油田压裂施工参数设计提供理论参考。 展开更多

关键词 多级压裂 套管-水泥环界面 胶结参数 数值模拟 微环隙

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岩体水力压裂应力-渗流耦合近场动力学模拟 被引量：7

17

作者 高成路 李术才 +4 位作者 周宗青 李利平 张道生 厉明浩 刘冠男 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期470-480,共11页

裂隙岩体应力-渗流耦合机制是油气开采、地应力测量与地质灾害防控等岩土工程活动的理论基础。基于近场动力学非局部作用思想提出了物质点双重覆盖理论模型,通过将近场动力学在模拟固体材料变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,采... 裂隙岩体应力-渗流耦合机制是油气开采、地应力测量与地质灾害防控等岩土工程活动的理论基础。基于近场动力学非局部作用思想提出了物质点双重覆盖理论模型,通过将近场动力学在模拟固体材料变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,采用“混合”时间积分方案,构建了流体压力驱动条件下裂隙岩体应力-渗流耦合的常规态型近场动力学模拟方法,并将其应用于空心圆柱体注水试验模拟,揭示了水力裂隙起裂、扩展和贯通的作用机制,通过与室内试验及传统数值方法计算结果对比验证了模拟方法的有效性。模拟结果显示,空心圆柱体注水试验过程中岩体的变形和破坏完全是由水力驱动的,水力裂隙的产生是随机的,不需要指定裂隙扩展路径,并且水力压裂过程中致使试件破裂的能量存在积蓄-释放过程,应用近场动力学方法可以较好地捕捉该现象。 展开更多

关键词 裂隙岩体 近场动力学 水力压裂 应力-渗流耦合 数值模拟

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塔里木盆地深层致密油藏地质工程一体化模拟技术 被引量：24

18

作者 范家伟 袁野 +5 位作者 李绍华 王彦秋 黄兰 尚钲凯 李君 陶正武 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期194-198,共5页

综合地震及测井解释、岩石力学性质及地质力学分析、数值模拟、水力压裂等技术,提出非常规油气藏地质工程一体化模拟工作流原理,并以塔里木盆地塔中12油田为例,运用地质工程一体化的思想解决了压裂一体化耦合数值模拟过程中的具体问题。... 综合地震及测井解释、岩石力学性质及地质力学分析、数值模拟、水力压裂等技术,提出非常规油气藏地质工程一体化模拟工作流原理,并以塔里木盆地塔中12油田为例,运用地质工程一体化的思想解决了压裂一体化耦合数值模拟过程中的具体问题。即:建立精细三维地质模型,基于体积压裂模拟结果进一步优化复杂缝网模型;采用新一代流固耦合数值模拟技术等,结合研究区地质认识和工程实践,实现了体积压裂、地质力学和油气藏动态全耦合数值模拟。研究结果表明:精细三维地质模型可辅助提升储层钻遇率和钻井效率;利用有限元方法建立的压裂模型,能够精确刻画体积压裂缝网空间展布规律和油藏开发特征。在此基础上,将复杂的体积压裂缝网模型与油藏数值模型耦合,可进一步开展有关非常规致密油藏提高采收率的后续研究工作。在塔里木油田首次尝试非常规致密油藏地质工程一体化模拟技术,对油田开发具有重要的指导作用和借鉴意义。 展开更多

关键词 地质工程一体化 三维地质建模 体积压裂 数值模拟 效益开发 致密油藏 塔里木盆地

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低透煤层水力压裂促进瓦斯抽采模拟与试验研究 被引量：34

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作者 周西华 周丽君 +2 位作者 范超军 白刚 宋东平 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期81-86,共6页

针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大、工作量大、效率低等问题,采用水力压裂技术促进煤层瓦斯抽采。在多场耦合和弹性损伤理论基础上,建立煤层损伤-应力-渗流耦合模型,数值模拟马堡煤矿15108工作面水力压裂及瓦斯抽采过程,分析煤层弹性模... 针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大、工作量大、效率低等问题,采用水力压裂技术促进煤层瓦斯抽采。在多场耦合和弹性损伤理论基础上,建立煤层损伤-应力-渗流耦合模型,数值模拟马堡煤矿15108工作面水力压裂及瓦斯抽采过程,分析煤层弹性模量、渗透率和瓦斯压力的变化规律,确定压裂和抽采关键参数,并据此开展工程试验,对模拟结果进行验证。结果表明:高能压裂液能使煤层破裂,渗透率急剧升高,加快瓦斯向抽采钻孔运移;随着压裂时间增加,压裂损伤范围逐渐扩大;模拟得出水力压裂10 000 s时,2个压裂孔间的损伤区在抽采孔处贯通,压裂损伤范围达14 m;现场压裂试验后,瓦斯抽采平均和最高纯量分别达到63.79和126.57 m3/d,是未压裂的9.65倍和7.23倍,透气性升高了67倍。 展开更多

关键词 低透气性煤层 水力压裂 瓦斯抽采 增透促抽 损伤-应力-渗流耦合模型 数值模拟

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变导流能力下压裂井生产动态研究 被引量：12

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作者 焦春艳 何顺利 +1 位作者 张海杰 刘华勋 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期107-110,194-195,共4页

人工裂缝长期导流能力随时间变化,据此建立了考虑人工裂缝长期导流能力变化的数学模型。应用数值模拟方法研究长期导流能力变化对地层压力场及流场分布和压裂井产能的影响。数模结果表明:裂缝长期导流能力的损失,会导致地层流体更多地... 人工裂缝长期导流能力随时间变化,据此建立了考虑人工裂缝长期导流能力变化的数学模型。应用数值模拟方法研究长期导流能力变化对地层压力场及流场分布和压裂井产能的影响。数模结果表明:裂缝长期导流能力的损失,会导致地层流体更多地通过井底附近的裂缝流入井底,优化了裂缝内的流场,减缓了压裂井产能递减速率;其他情况相同时,裂缝半长越长,裂缝长期导流能力的损失对压裂井产能的影响越大。 展开更多

关键词 压裂 导流能力 数值模拟 流场 生产动态

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