水力喷射压裂裂缝起裂与扩展规律研究

论文摘要

随着低渗透油藏开发力度的不断加大和水平井钻井技术的发展,水平井在低渗油藏逐渐开始应用。但由于低渗油藏的特点,水平井的高效开发仍然离不开压裂增产改造。水力喷射压裂技术是一种用于改造低渗透水平井油藏的新技术,其裂缝起裂和裂缝扩展规律是施工成败的关键问题之一。为此,本文继承前人的研究成果,结合水力喷射压裂施工特点,对其裂缝起裂和裂缝扩展规律进行了研究。首先,考虑射孔深度的影响,建立了水力喷射压裂裂起裂的数学模型,并结合长庆山平1井的基本参数,分析了影响水力喷射压裂裂缝起裂压力的主要因素。其次,考虑水力喷射压裂的注入方式和压裂液沿缝高方向流动,建立了一套改进的拟三维数学扩展数学模型,并对长庆山平1井裂缝扩展进行了模拟计算。最后,利用计算机VB语言编写了水力喷射压裂裂缝起裂与扩展参数优化设计软件。通过本文工作,实现了水力喷射压裂裂缝起裂与扩展参数的优化设计,能够有效的辅导压裂施工设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题来源及研究内容
• 1.4 本文的创新点
• 第二章 水力喷射压裂技术理论分析
• 2.1 水力喷射射孔机理
• 2.1.1 水力切割套管
• 2.1.2 水力切割岩石
• 2.1.3 水力喷射射孔影响因素分析
• 2.2 水力喷射压裂技术
• 2.2.1 水力喷射压裂技术原理
• 2.2.2 水力喷射压裂的系统构成
• 2.2.3 水力喷射压裂的技术特点
• 2.2.4 水力喷射压裂的施工过程
• 第三章 水力喷射压裂裂缝起裂研究
• 3.1 水力喷射压裂井筒周围应力分布
• 3.1.1 基本假设
• 3.1.2 坐标变换
• 3.1.3 水力喷射压裂井筒周围应力分布数学模型
• 3.2 裂缝起裂压力和起裂角的计算步骤
• 3.2.1 裂缝起裂压力和起裂角的计算模型
• 3.2.2 裸眼完井裂缝起裂压力、起裂角的计算步骤和流程图
• 3.2.3 射孔完井裂缝起裂压力、起裂角的计算步骤和流程图
• 3.3 长庆山平1井的实例计算和结果分析
• 3.3.1 长庆山平1井的基本参数
• 3.3.2 结果分析
• 第四章 水力喷射压裂裂缝扩展规律研究
• 4.1 裂缝扩展准则
• 4.1.1 裂缝应力强度因子
• 4.1.2 岩石的断裂韧性
• 4.2 裂缝二维扩展数学模型
• 4.3 改进的拟三维裂缝扩展模型
• 4.3.1 裂缝内流体的质量守恒方程
• 4.3.2 裂缝内流体的连续性方程
• 4.3.3 裂缝内流体流动的压降方程
• 4.3.4 裂缝宽度方程
• 4.3.5 裂缝高度方程
• 4.4 改进的拟三维裂缝扩展数学模型的求解
• 4.5 长庆山平1井水力喷射压裂裂缝扩展模拟计算
• 第五章 水力喷射压裂裂缝起裂与扩展规律优化设计软件
• 5.1 软件系统结构
• 5.2 开发环境及编程语言
• 5.2.1 开发环境
• 5.2.2 编程语言
• 5.3 数据库管理系统
• 5.4 软件各模块简介
• 5.4.1 系统主界面
• 5.4.2 数据管理
• 5.4.3 设计计算
• 5.4.4 结果输出
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要