压裂设计与优化软件引进及开发

论文摘要

水力压裂的效果取决于压裂工艺技术的完善程度,而压裂实时监测及解释技术是确保压裂施工取得理想效果的关键性手段,也是水力压裂技术的最新进展和发展趋势。我国石油天然气资源的突出特点之一是低渗透油气层分布广、储量大,这种客观存在的资源条件决定了水力压裂作为低渗透油气田增储上产的首选措施和有效方法,在老油气田稳产高产和低渗透新油气田勘探开发中发挥着不可替代的重要作用。本文综合应用流体力学、线弹性断裂力学、传热学、计算数学等方面的知识,研究了压裂设计模型和方法,建立了新的裂缝三维延伸模型和温度场的数值计算模型,完善了三维裂缝中支撑剂的运移分布模型；针对水力压裂实时解释技术目前亟待解决的问题,全面系统的研究了压裂实时监测及解释方法,建立了新的压裂实时监测与分析的模型,提出了切实可行的压裂施工过程中实时监测与分析的压力历史反演方法,通过大量的文献调研,综合利用大量国内外现有理论研究成果与室内实验结果,研制了相应的数据库；基于前述模型及解释方法,以数据为中心、可视化操作为主体的原则,参照国际流行软件的设计风格和操作规范,模块化设计,数据共享,研制了压裂实时监测及解释软件系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究技术路线
• 1.3.3 完成的主要工作量
• 1.3.4 取得的主要成果及认识
• 第二章 压裂设计模型和方法
• 2.1 裂缝三维延伸模型
• 2.1.1 裂缝三维延伸模型的建立
• 2.1.2 裂缝三维延伸模型的求解
• 2.2 支撑剂的运移分布模型
• 2.2.1 支撑剂颗粒的自由沉降速度
• 2.2.2 支撑剂颗粒在裂缝中的沉降速度
• 2.2.3 支撑剂在裂缝中的运移与分布
• 2.3 温度场的数值计算模型
• 2.3.1 井筒温度场模型
• 2.3.2 裂缝温度场模型
• 2.3.3 流变参数及滤失系数的确定方法
• 2.4 优化设计方法
• 2.4.1 施工参数的选择
• 2.4.2 优化设计原则
• 2.4.3 优化设计计算步骤
• 第三章 压裂实时解释方法
• 3.1 压裂实时解释的最优化模型及其方法
• 3.1.1 参数解释的最优化模型
• 3.1.2 逐步线性最小二乘法
• 3.2 压裂实时解释的数据库技术
• 3.2.1 岩石断裂韧性
• 3.2.2 地应力
• 3.2.3 压裂液流变参数
• 3.2.4 压裂液综合滤失系数
• 第四章 三维压裂设计及优化软件研制
• 4.1 软件框架及开发环境
• 4.1.1 系统框架
• 4.1.2 开发环境
• 4.2 模块设计
• 4.2.1 数据录入模块
• 4.2.2 数据处理模块
• 4.2.3 数据输出模块
• 4.3 软件特点
• 第五章 地层特性测试结果
• 5.1 岩石物理力学参数结果处理及分析
• 5.2 地应力分布结果处理及分析
• 第六章 现场实例应用
• 6.1 三维压裂模拟
• 6.2 三维压裂优化
• 6.3 三维压裂产量预测与经济评价
• 第七章 结论与认识
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 详细摘要