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地应力改变对水力裂缝扩展的模拟实验研究 被引量:7
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作者 卜向前 周大伟 +2 位作者 李向平 吕宝强 张广清 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第35期24-28,共5页
采用RTM-1大尺寸岩石三轴力学性质测试装置测试人工试件(300×300×600 mm^3),模拟在改变水平地应力方向及大小的条件下,研究重复压裂裂缝的形成和扩展过程:已有裂缝的偏转和新裂缝的形成。实验结果表明:1重复压裂形成新裂缝的... 采用RTM-1大尺寸岩石三轴力学性质测试装置测试人工试件(300×300×600 mm^3),模拟在改变水平地应力方向及大小的条件下,研究重复压裂裂缝的形成和扩展过程:已有裂缝的偏转和新裂缝的形成。实验结果表明:1重复压裂形成新裂缝的过程中,已有裂缝会重张、起裂偏转,已有裂缝的偏转主要以剪切破坏形式为主;2水平地应力发生改变时,不一定就产生新裂缝:-K'_h越小,已有裂缝越容易发生偏转;-K'_h越大,已有裂缝壁面上越容易产生单翼新裂缝,产生新裂缝临界条件是-K'h=5/7;3注入速率Q对新裂缝的产生影响较大:当Q较小时,已有裂缝壁面上不易产生新裂缝,仅发生已有裂缝的偏转;当Q较大时,已有裂缝壁面上容易产生单翼新裂缝。 展开更多
关键词 应力改变 已有裂缝偏转 新裂缝 物模实验 应力差异系数K'_h
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水平井交替压裂诱导应力影响研究 被引量:1
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作者 陈薇羽 刘平礼 张轶茗 《油气藏评价与开发》 CSCD 2017年第6期57-60,65,共5页
为认清水力裂缝诱导应力对原地应力场的影响,以水平井交替压裂为研究对象,采用位移不连续方法模拟了交替压裂中先压裂两条裂缝产生的诱导应力场并分析了其影响。研究表明,裂缝两边的原地应力升高,并且会随着裂缝净压力和裂缝半长的增加... 为认清水力裂缝诱导应力对原地应力场的影响,以水平井交替压裂为研究对象,采用位移不连续方法模拟了交替压裂中先压裂两条裂缝产生的诱导应力场并分析了其影响。研究表明,裂缝两边的原地应力升高,并且会随着裂缝净压力和裂缝半长的增加而增加,在裂缝尖端附近原地应力减小。裂缝之间的应力差异系数显著降低,但是裂缝尖端附近的应力差异系数反而增加。诱导应力能使主裂缝周围的天然裂缝更容易开启,促进缝网的形成,并且裂缝尖端的诱导剪应力可能会触发岩石发生剪切破坏,形成剪切破坏增产区。 展开更多
关键词 交替压裂 诱导应力 位移不连续法 应力差异系数 剪切破坏区
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致密砂岩储层可压裂性测井评价方法 被引量:3
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作者 徐波 王振华 +2 位作者 宋婷 张淑侠 彭娇 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期57-64,共8页
储层的可压裂性是射孔选段和预测水力压裂效果的重要因素,但目前致密砂岩储层的可压裂性评价缺乏统一的方法和标准。以鄂尔多斯盆地东南部某油田长6油层组致密砂岩储层为例,基于常规测井资料优选岩石力学参数的表征模型,通过分析储层岩... 储层的可压裂性是射孔选段和预测水力压裂效果的重要因素,但目前致密砂岩储层的可压裂性评价缺乏统一的方法和标准。以鄂尔多斯盆地东南部某油田长6油层组致密砂岩储层为例,基于常规测井资料优选岩石力学参数的表征模型,通过分析储层岩石脆性、断裂韧性和地应力差异系数与日产液量的关系,建立了致密砂岩储层的可压裂性评价模型及评价标准,获得了与测井曲线对应的压裂品质因子曲线,形成了一种精度较高的致密砂岩储层可压裂性测井评价方法。研究结果表明:①脆性指数与可压裂性呈正相关,断裂韧性和地应力差异系数与可压裂性呈负相关。②当压裂品质因子≥25时,为Ⅰ类储层,可压裂性最好,压裂时容易形成复杂的裂缝网络,属于优质的致密砂岩储层;当14≤压裂品质因子<25时,为Ⅱ类储层,可压裂性中等,压裂时需要采用黏度较小的压裂液或控制较高的缝内净压力,才能形成较好的裂缝网络;当压裂品质因子<14时,为Ⅲ类储层,可压裂性差,压裂时通常不会形成理想的裂缝网络,且压裂后裂缝容易闭合。③致密砂岩储层的压裂品质因子越高,其压裂后的人工裂缝展布形态特征越好,压后产能越高,新建模型的评价结果与微地震裂缝监测结果及试油成果的符合率在80%以上。 展开更多
关键词 致密砂岩 可压裂性 脆性指数 断裂韧性 应力差异系数 鄂尔多斯盆地
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焦石坝地区页岩储层可压裂性影响因素及计算方法 被引量:27
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作者 王建波 冯明刚 +1 位作者 严伟 刘帅 《断块油气田》 CAS 北大核心 2016年第2期216-220,225,共6页
页岩储层具有低孔、低渗的特点,大规模压裂改造后才能形成商业产能,所以可压裂性是页岩气开发中最关键的评价因素之一。文中研究采用分析化验资料与测井资料结合的方法,分析页岩储层可压裂性的影响因素,影响因素主要包括脆性指数、天然... 页岩储层具有低孔、低渗的特点,大规模压裂改造后才能形成商业产能,所以可压裂性是页岩气开发中最关键的评价因素之一。文中研究采用分析化验资料与测井资料结合的方法,分析页岩储层可压裂性的影响因素,影响因素主要包括脆性指数、天然裂缝、水平应力差异系数、Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性以及成岩作用等。根据各种影响因素与地层可压裂性的相关关系,对其进行归一化处理,采用层次分析法确定每种影响因素的权重,从而提出一种定量评价页岩储层可压裂性的方法。运用此方法,依据可压裂性评价系数,将页岩储层的可压裂性划分为3个级别:可压裂性评价系数大于0.7的储层,可压裂性好;可压裂性评价系数介于0.6-0.7的储层,可压裂性较好;可压裂性评价系数在0.6以下的储层,可压裂性较差。 展开更多
关键词 页岩可压裂性 脆性指数 天然裂缝 水平应力差异系数 断裂韧性 成岩作用 可压裂性评价系数
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砂岩钻孔轴向预制裂缝定向压裂试验研究 被引量:21
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作者 刘正和 杨录胜 +2 位作者 廉浩杰 冯增朝 杨栋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2057-2065,共9页
针对煤矿坚硬难垮顶板带来的冲击灾害,提出沿钻孔轴向预制裂缝定向水力压裂缩短悬顶长度的降冲技术。选用尺寸为300mm×300mm×300mm的紫砂岩试样,在试件中心打通孔,孔径为25mm,沿孔壁不同方位预制裂缝长度为10mm的对称裂缝,共... 针对煤矿坚硬难垮顶板带来的冲击灾害,提出沿钻孔轴向预制裂缝定向水力压裂缩短悬顶长度的降冲技术。选用尺寸为300mm×300mm×300mm的紫砂岩试样,在试件中心打通孔,孔径为25mm,沿孔壁不同方位预制裂缝长度为10mm的对称裂缝,共制备试件16块,利用真三轴压裂试验平台与恒流恒压注液泵开展水力定向压裂试验,监测获得注液压力-注液时间的变化曲线,统计压裂裂缝路径形态,并引入裂缝偏转角表征裂缝路径的偏转特征,研究了不同预制裂缝角、水平应力差异系数及注液速率对水力裂缝的起裂、扩展规律的影响,并结合Hubbert-Willis弹性水力压裂模型与Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹水力压裂模型分别讨论了试验结果中水力裂缝的起裂机理与扩展机制。试验结果表明:预制裂缝定向压裂均形成单一裂缝,且裂缝形态可归纳为两类:转向裂缝和平直裂缝。起裂压力随预制裂缝角的增大而增大,随着水平应力差异系数的增加而减小,随着注液速率的增加而增大;具有定向作用的预制裂缝角度随水平应力差异系数增大而减小。在相同偏转角下裂缝的扩展长度随预制裂缝角的增大先减小后增加,在45°时为最小;随着水平应力差异系数的增加而减小;随着注液速率的增加而增大。结合试验结果与理论模型讨论可知:预制裂缝具有定向作用时,可用Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹水力压裂模型预测起裂压力和裂缝偏转规律;预制裂缝定向作用失效时,适用Hubbert-Willis弹性水力压裂模型求解起裂压力。研究结果为现场预制裂缝定向压裂参数设计提供参照。 展开更多
关键词 坚硬顶板 预制裂缝 应力差异系数 注液速率 定向压裂 裂缝扩展规律
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急斜煤层浅转深综放开采煤岩动力灾害诱发机理 被引量:21
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作者 来兴平 孙欢 +2 位作者 蔡明 陈建强 常博 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第3期305-311,共7页
中国煤炭资源深部开采已成为常态。依托急倾斜煤层开采为工程背景,构建考虑水平分段综放开采影响的浅转深开采组合梁模型,引入应力差异系数(α)表征浅转深开采煤岩体应力状态特征,分析地表大尺度裂隙与工作面相对空间层位关系,揭示急倾... 中国煤炭资源深部开采已成为常态。依托急倾斜煤层开采为工程背景,构建考虑水平分段综放开采影响的浅转深开采组合梁模型,引入应力差异系数(α)表征浅转深开采煤岩体应力状态特征,分析地表大尺度裂隙与工作面相对空间层位关系,揭示急倾斜煤层浅转深开采煤岩体动力灾害诱发机理,对指导急倾斜煤层深部开采具有重要意义。研究表明:通过全景智能钻孔图像信息辨识揭示了急倾斜煤岩层纹层角与倾斜层理方向基本一致,说明煤岩层处于强压缩构造状态;浅转深开采应力差异系数呈非线性增长,确定临界开采α为0.4;急倾斜煤层浅转深开采动力灾害诱发实质为水平分段多阶段重复扰动下覆层结构失稳产生循环性动力冲击。 展开更多
关键词 急倾斜煤层 浅转深开采 应力差异系数 空间层位 循环动力冲击
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基于真三轴压裂试验的页岩损伤研究 被引量:5
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作者 张健 张国祥 +1 位作者 王金意 马海春 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第10期1404-1409,共6页
为了解牛蹄组页岩的水力压裂破坏规律及特征,文章利用室内真三轴岩土工程模拟试验机及压裂泵压伺服控制系统、声发射定位系统,建立一套页岩水力压裂物理模拟试验系统。通过对无围压、有围压的试样分析,发现有围压下的试样泵压在峰值左... 为了解牛蹄组页岩的水力压裂破坏规律及特征,文章利用室内真三轴岩土工程模拟试验机及压裂泵压伺服控制系统、声发射定位系统,建立一套页岩水力压裂物理模拟试验系统。通过对无围压、有围压的试样分析,发现有围压下的试样泵压在峰值左右持续时间较长。通过对有围压的岩石设置水平地应力差异系数,发现地应力差异系数影响水力压裂前期初始裂缝的形成,水平地应力差异系数大更容易形成初始裂缝,中后期的裂缝扩展受天然裂隙影响较大。裂缝规律表现为:在泵压作用下试样内部发生剪切或拉伸破坏,沿射孔方向先发生起裂,后形成初始裂缝,压裂液渗流至初始裂缝内,当裂尖处的渗流水压力强度大于模拟岩样的断裂韧性值时,裂缝将向前延伸,再逐步演化成渗流通道。 展开更多
关键词 页岩 水力压裂 应力差异系数 声发射
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致密储层同步压裂井间裂缝形态判别模型 被引量:4
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作者 高长龙 艾池 +3 位作者 李玉伟 徐乐 杨明 张彪 《断块油气田》 CAS 北大核心 2015年第3期379-383,共5页
在同步压裂过程中,随着地应力条件的改变,裂缝形态也会随之变化。针对这一现象,假设致密储层岩石为均质、各向同性材料,依据断裂力学理论,推导出同步压裂井间裂缝诱导应力计算模型;考虑水力压裂过程中,诱导应力差值对水平应力差异系数... 在同步压裂过程中,随着地应力条件的改变,裂缝形态也会随之变化。针对这一现象,假设致密储层岩石为均质、各向同性材料,依据断裂力学理论,推导出同步压裂井间裂缝诱导应力计算模型;考虑水力压裂过程中,诱导应力差值对水平应力差异系数的影响,结合复杂裂缝和转向裂缝形成的力学条件,建立同步压裂井间裂缝形态判别模型。计算结果表明:压开裂缝附近水平应力差异系数场呈椭圆形分布,距离压开裂缝越近,水平应力差异系数越小,越易形成复杂或转向裂缝;初始地应力条件对同步压裂井间裂缝形态影响显著,文中压裂条件下,初始水平应力差异系数0<Kho≤0.033时形成转向裂缝,0.033<Kho<0.361时形成复杂裂缝,Kho≥0.361时只能形成单一主裂缝。 展开更多
关键词 水平应力差异系数 复杂裂缝 转向裂缝 诱导应力
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页岩气储层水力裂缝网络的延伸规律 被引量:2
9
作者 夏彬伟 杨冲 +1 位作者 卢义玉 宋晨鹏 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1193-1197,1211,共6页
为了深入认识页岩气储层水力压裂裂缝的延伸规律及裂缝网络形成条件,通过建立页岩气储层水力裂缝延伸的二维模型,分析地应力差异系数、天然裂缝及层理面等因素对水力裂缝延伸方向的影响规律,并对页岩储层水力裂缝网络的形成机制进行研究... 为了深入认识页岩气储层水力压裂裂缝的延伸规律及裂缝网络形成条件,通过建立页岩气储层水力裂缝延伸的二维模型,分析地应力差异系数、天然裂缝及层理面等因素对水力裂缝延伸方向的影响规律,并对页岩储层水力裂缝网络的形成机制进行研究.研究结果表明:水力裂缝在层理面内转向、分岔及沟通天然裂缝是形成裂缝网络的关键,层理面和天然裂缝逼近角和地应力差异系数需在一定临界组合条件下才形成裂缝网络,偏离该条件均形成单一裂缝;最大水平主应力方向与页岩的层理面和开度较好的天然裂缝之间的逼近角呈大角度时,更有利于形成裂缝网络. 展开更多
关键词 页岩气 水力压裂 裂缝网络 应力差异系数
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页岩气工程甜点评价方法——以四川盆地焦石坝页岩气田为例 被引量:33
10
作者 廖东良 路保平 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期43-50,共8页
页岩气工程甜点的定量评价对于评判页岩气的开发难易程度及开发成本高低都具有重要的参考价值。为了寻求一种高精度的页岩气工程甜点定量评价方法,以四川盆地焦石坝页岩气田为例,结合国内外的研究成果,首先定性分析了脆性指数、应力差... 页岩气工程甜点的定量评价对于评判页岩气的开发难易程度及开发成本高低都具有重要的参考价值。为了寻求一种高精度的页岩气工程甜点定量评价方法,以四川盆地焦石坝页岩气田为例,结合国内外的研究成果,首先定性分析了脆性指数、应力差异系数、泥质含量和破裂压力等工程甜点参数对压裂加砂量及加液量的影响;在此基础上,采用相关系数法进行定量分析,确定主要工程甜点参数和表征页岩气工程甜点的目标评价参数;然后,采用单一参数评价、雷达面积模型和独立性权重系数模型等3种方法来评价页岩气工程甜点,并对比其结果。研究结果表明:(1)泥质含量、脆性指数、钙质含量和应力差异系数等4个参数为主要的工程甜点参数;(2)采用携砂比来表征页岩气工程甜点可以有效回避用加砂量和加液量来表征时所存在的多目标评价问题;(3)独立性权重系数模型评价工程甜点精度最高,其次是雷达面积模型,单一参数评价的精度较低。现场3口压裂井的应用效果也表明,利用独立性权重系数模型定量评价页岩气工程甜点所得到的评价结果可靠。结论认为,宜采用独立性权重系数模型对页岩气工程甜点进行定量评价。 展开更多
关键词 页岩气 工程甜点 携砂比 脆性指数 应力差异系数 破裂压力 四川盆地 焦石坝页岩气田
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孔洞型碳酸盐岩储层压裂裂缝转向扩展特征研究 被引量:8
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作者 吴峙颖 胡亚斐 +3 位作者 蒋廷学 张保平 姚奕明 董宁 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期90-96,共7页
针对孔洞型碳酸盐岩储层改造产生的水力裂缝扩展规律复杂、不一定沿预设路径扩展的问题,基于碳酸盐岩储层孔洞体特征,制备了含孔洞体的碳酸盐岩试样;利用真三轴水力压裂试验结果,分析了不同水平主应力差异下孔洞体对水力裂缝扩展的干扰... 针对孔洞型碳酸盐岩储层改造产生的水力裂缝扩展规律复杂、不一定沿预设路径扩展的问题,基于碳酸盐岩储层孔洞体特征,制备了含孔洞体的碳酸盐岩试样;利用真三轴水力压裂试验结果,分析了不同水平主应力差异下孔洞体对水力裂缝扩展的干扰作用;并利用扩展有限元数值方法,分析了影响孔洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展及扩展路径的因素。研究结果表明,水平主应力差异系数不大于0.15时,水力裂缝遇到孔洞体后产生非平面扩展,且水平主应力差越小,转向扩展距离越大,裂缝形态越复杂;水平主应力差异系数大于0.15、小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,但遇到孔洞体后会被孔洞体捕捉,无法穿过孔洞体继续扩展;水平主应力差异系数不小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,且遇到孔洞体后会直接穿过孔洞体继续扩展;随着水平主应力差增大,破裂压力逐渐降低。研究结果可为孔洞型碳酸盐岩储层压裂设计提供指导。 展开更多
关键词 碳酸盐岩储层 孔洞体 应力差异系数 水力压裂 裂缝转向 物理模拟 有限元法
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