各向同性連續(xù)介質(zhì)定面射孔水力裂縫擴(kuò)展規(guī)律的分析.pdf_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、定面射孔水力壓裂是一項(xiàng)非常復(fù)雜的過程,在研究水力壓裂的規(guī)律解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程問題時(shí),主要有以下問題:定面射孔裂縫擴(kuò)展量化規(guī)律不成熟,定面射孔影響裂縫擴(kuò)展主因認(rèn)識(shí)不清,定面射孔對(duì)裂縫形態(tài)控制方法不完善。
  采用ABAQUS有限元軟件中的擴(kuò)展有限元(XFEM)方法對(duì)定面射孔水力壓裂問題進(jìn)行建模、輸入文件改寫,綜合考慮各影響因素以實(shí)現(xiàn)裂縫擴(kuò)展過程的仿真計(jì)算。重點(diǎn)分析了射孔參數(shù)及射孔面方向?qū)α芽p擴(kuò)展的影響規(guī)律,為定面射孔水力壓裂設(shè)計(jì)提供參

2、考,新方法可促使裂縫的延伸,使泄油面積大幅增加同時(shí)形成系統(tǒng)性的縫網(wǎng),對(duì)低滲透油井的增產(chǎn)潛力的提高作用顯著。
  擴(kuò)展有限元方法進(jìn)行水力壓裂裂縫擴(kuò)展數(shù)值模擬計(jì)算基本原理為:富集函數(shù)應(yīng)用于有限元基礎(chǔ)上用來模擬新開展裂縫單元,利用水力驅(qū)動(dòng)裂縫單元模擬水力壓裂過程中裂縫的張開擴(kuò)展過程,XFEM單元的起裂準(zhǔn)則為巖石單元達(dá)到最大拉應(yīng)力,按照線性分離規(guī)律擴(kuò)展,巖石單元切向與法向的張開程度符合BK準(zhǔn)則。
  通過比較前人進(jìn)行水力壓裂相關(guān)的分

3、析研究確定主要研究?jī)?nèi)容如下:分析定面射孔條件下利用XFEM進(jìn)行水力壓裂數(shù)值模擬的理論方法;對(duì)水力壓裂裂縫擴(kuò)展規(guī)律影響因素進(jìn)行初步的討論;分析射孔長度、夾角、間距等對(duì)裂縫擴(kuò)展規(guī)律的作用;分析射孔面位置對(duì)裂縫擴(kuò)展規(guī)律的影響。
  通過射孔參數(shù)及射孔面方向?qū)α芽p擴(kuò)展規(guī)律的影響研究發(fā)現(xiàn):①射孔間距大于射孔長度,對(duì)射孔之間裂縫融合影響不大,反之裂縫會(huì)比較容易融合;射孔夾角越小,裂縫延伸方向趨于水平方向,反之裂縫延伸方向趨于豎直方向。②在射孔

4、面與最大主應(yīng)力面水平夾角45度、豎直夾角45度情況下,隨著射孔夾角的增大,裂縫擴(kuò)展方向偏轉(zhuǎn)角先減小后增大最后趨于穩(wěn)定,且豎直夾角45度情況變化幅度更大,裂縫擴(kuò)展高度、寬度隨射孔夾角增加而增加。③射孔方向沿著最大主應(yīng)力方向時(shí),裂縫擴(kuò)展方向不發(fā)生偏轉(zhuǎn);射孔面與最大主應(yīng)力面存在水平角,可采用增加定面射孔對(duì)裂縫擴(kuò)展方向加以引導(dǎo);射孔面與最大主應(yīng)力面存在豎直角,可適當(dāng)增大定面射孔夾角,對(duì)裂縫擴(kuò)展方向加以引導(dǎo),但是夾角不能太大,否則起不到引導(dǎo)作用。

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