濱南油田水力壓裂模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、水力壓裂技術(shù)是改造低滲透儲(chǔ)集層，使其達(dá)到工業(yè)性開采最經(jīng)濟(jì)有效的增產(chǎn)措施之一。地應(yīng)力場(chǎng)作為影響水力壓裂縫起裂和擴(kuò)展的主要因素，對(duì)水力壓裂縫的起裂和擴(kuò)展有著不可忽視的作用，它控制著裂縫的起裂位置和裂縫的擴(kuò)展過程。同時(shí)，射孔和天然裂縫也是影響油田水力壓裂過程中水力壓裂縫起裂和擴(kuò)展的主要因素，射孔和天然裂縫的存在，將改變近井筒地帶的水力壓裂縫的起裂位置和裂縫的擴(kuò)展過程。鑒于此，本文綜合考慮地應(yīng)力場(chǎng)、射孔工況、天然裂縫及孔隙壓力等影響因素，研究水

2、力壓裂過程中裂縫起裂壓力和裂縫擴(kuò)展過程。 本文以濱南油田地質(zhì)背景及地應(yīng)力測(cè)量為基礎(chǔ)，開展了水力壓裂過程中射孔及初始裂縫對(duì)壓裂起裂壓力和裂縫擴(kuò)展的數(shù)值模擬和物理模擬試驗(yàn)研究，并將損傷力學(xué)理論引入到水力裂縫模型中，使裂縫模擬更加接近實(shí)際，重點(diǎn)開展了以下幾個(gè)方面的工作： 1．開展了油田地質(zhì)背景和開發(fā)現(xiàn)狀資料的收集工作，了解了區(qū)塊成藏規(guī)律及演化過程以及區(qū)塊目前的開發(fā)現(xiàn)狀，參與了油田現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工，了解了井網(wǎng)布置及目前的注采情況，現(xiàn)

3、場(chǎng)的施工流程及施工參數(shù)； 2．通過聲發(fā)射法、波速各向異性法、鉆孔崩落法、水壓致裂法、微地震法和電位監(jiān)測(cè)等多種方法相結(jié)合進(jìn)行區(qū)塊地應(yīng)力測(cè)量，從總體上把握了區(qū)塊的地應(yīng)力狀態(tài)，為現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工，井網(wǎng)部署提供了根據(jù)，同時(shí)為后續(xù)的水力壓裂數(shù)值模擬和物理模擬試驗(yàn)提供了邊界條件； 3．在進(jìn)行巖石力學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ANSYS有限元軟件進(jìn)行了水力壓裂中起裂壓力的模擬試驗(yàn)研究，定量分析了地應(yīng)力狀態(tài)、射孔方位、射孔密度、射孔直徑和深度對(duì)裂縫

4、起裂壓力的影響，并以濱660和利853塊為例進(jìn)行了模擬計(jì)算，為現(xiàn)場(chǎng)壓裂設(shè)計(jì)、施工提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；同時(shí)基于FEPG有限元軟件平臺(tái)及流固損傷耦合模型，進(jìn)行了孔隙壓力和損傷作用影響下，壓裂過程的裂縫擴(kuò)展規(guī)律研究，并實(shí)現(xiàn)了裂縫的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展模擬。 4．為驗(yàn)證數(shù)值模擬試驗(yàn)方法的有效性，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的壓裂參數(shù)和相似理論，進(jìn)行了室內(nèi)水力壓裂物理模擬試驗(yàn)，真實(shí)恢復(fù)了現(xiàn)場(chǎng)水力壓裂過程中的壓裂曲線，并通過觀察壓裂后的裂縫擴(kuò)展方向，證明了數(shù)值模擬試驗(yàn)的有效性