濱南油田水力壓裂模擬試驗研究.pdf

1、水力壓裂技術(shù)是改造低滲透儲集層，使其達到工業(yè)性開采最經(jīng)濟有效的增產(chǎn)措施之一。地應(yīng)力場作為影響水力壓裂縫起裂和擴展的主要因素，對水力壓裂縫的起裂和擴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展過程。同時，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展過程。鑒于此，本文綜合考慮地應(yīng)力場、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展過程。 本文以濱南油田地質(zhì)背景及地應(yīng)力測量為基礎(chǔ)，開展了水力壓裂過程中射孔及初始裂縫對壓裂起裂壓力和裂縫擴展的數(shù)值模擬和物理模擬試驗研究，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際，重點開展了以下幾個方面的工作： 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)場壓裂施工，了解了井網(wǎng)布置及目前的注采情況，現(xiàn)

3、場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)測等多種方法相結(jié)合進行區(qū)塊地應(yīng)力測量，從總體上把握了區(qū)塊的地應(yīng)力狀態(tài)，為現(xiàn)場壓裂施工，井網(wǎng)部署提供了根據(jù)，同時為后續(xù)的水力壓裂數(shù)值模擬和物理模擬試驗提供了邊界條件； 3．在進行巖石力學(xué)試驗的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ANSYS有限元軟件進行了水力壓裂中起裂壓力的模擬試驗研究，定量分析了地應(yīng)力狀態(tài)、射孔方位、射孔密度、射孔直徑和深度對裂縫

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