重复压裂力学机理研究

论文摘要

目前,我国多数主力油气田已进入中、高含水期的开发阶段,高产稳产的难度越来越大。重复压裂新裂缝可以在油气层中打开新的油气流通道,更大范围地沟通老裂缝未动用的油气层,增加油气产量,进一步改善油气藏开发效果,对于老油气田综合治理、稳产增产具有非常重要的意义。本文主要研究内容如下:1、重复压裂裂缝启裂和延伸方向取决于地应力状态,因此本文首先分析了重复压裂前储层地应力分布,着重讨论了初次人工裂缝和采注导致的孔隙压力变化对裂缝附近地应力的影响。2、应用弹性力学、岩石力学理论,建立了初次人工裂缝诱导应力计算模型,并通过算例进行验证分析。3、根据流固耦合渗流理论的基本思想,建立了单相饱和流体与储层骨架变形耦合作用的理论模型,并给出了相应的Galerkin有限元公式,通过有限元数值模拟,得到了孔隙压力对裂缝附近应力场的影响规律。4、在应力场分布的研究基础上,以FEPG有限元程序生成系统为平台,开发了重复压裂流固耦合数值模拟软件,模拟得到新裂缝启裂方向和延伸轨迹,为油田的重复压裂增产措施提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 问题提出的背景
• 1.1.2 问题的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 重复压裂前地应力场研究的国内外现状
• 1.2.2 重复压裂裂缝扩展和延伸的国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 第二章 储层原地应力分析
• 2.1 构造应力方向的确定
• 2.2 古应力大小的确定
• 2.3 现今应力大小的确定
• 第三章 初次人工裂缝诱导应力分析
• 3.1 理论分析
• 3.2 算例分析
• 第四章 注采生产诱导应力分析
• 4.1 有效应力原理
• 4.2 储层流-固耦合数学模型
• 4.2.1 孔隙岩层变形方程
• 4.2.2 储层流体渗流方程
• 4.2.3 定解条件
• 4.3 储层流-固耦合数学模型的Galerkin 有限元公式
• 4.3.1 储层骨架变形方程的弱化形式
• 4.3.2 孔隙流体渗流方程的弱化形式
• 4.4 算例分析
• 第五章 重复压裂裂缝启裂与延伸数值模拟
• 5.1 复合型裂纹断裂准则
• 5.2 裂缝重定向分析
• 5.3 算例分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢