油气井压裂时井下压力与温度监测及分析研究

论文摘要

随着水力压裂技术的发展,压裂压力、温度分析解释技术受到越来越广泛的重视,压裂压力、温度分析获得的参数信息可以用来科学合理地分析评估压裂施工质量,提高压裂水平和施工效果。在对国内外有关压裂压力、温度分析的文献进行了调研和在前人研究的基础上,发展和完善了压裂压力与温度分析方法。推导了裂缝闭合期的压力分析公式,对压降分析模型和解释方法进行了修正和完善,获得了裂缝长度、宽度,压裂液效率、滤失系数等有关评估参数。对裂缝闭合后的压力动态进行了分析描述,提供了对裂缝长度、初滤失等参数的估算,对闭合期的压降分析起到了校正补充的作用；在前人研究的基础上,建立了停泵后温度恢复的计算模型。最后在理论研究的基础上,利用VB语言开发了一套Windows环境下的压裂压力、温度分析软件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 目的和意义
• 1.2 压裂压力、温度分析技术的国内外研究现状
• 1.2.1 数学解释模型的发展概况
• 1.2.2 压降分析解释方法的发展概况
• 1.3 存在的问题及本文研究的主要内容
• 第二章 井下压力温度测量系统设计
• 2.1 井下测量系统概述
• 2.1.1 井下测量系统组成
• 2.1.2 系统主要技术指标
• 2.2 井下测量系统设计
• 2.2.1 数据采集系统设计
• 2.2.2 通讯接口设计
• 2.2.3 电源电路设计
• 2.3 小结
• 第三章 压裂过程中井下温度场模型分析
• 3.1 井筒温度场模型分析
• 3.2 裂缝温度场模型分析
• 3.3 停泵后温度恢复模拟
• 3.4 小结
• 第四章 压裂施工过程中PKN、KGD和Penny模型压力分析
• 4.1 压裂施工过程PKN模型压力分析
• 4.1.1 模型参数与井底净压力的关系
• 4.1.2 井底净压力与时间的关系式
• 4.1.3 裂缝动态长度或半径的计算
• 4.1.4 井底平均缝宽的计算
• 4.1.5 计算裂缝内平均净压力和平均缝宽
• 4.2 压裂施工过程KGD模型压力分析
• 4.2.1 模型参数与井底净压力的关系
• 4.2.2 井底净压力与时间的关系式
• 4.2.3 裂缝动态长度或半径的计算
• 4.2.4 井底平均缝宽的计算
• 4.2.5 计算裂缝内平均净压力和平均缝宽
• 4.3 压裂施工过程Penny模型压力分析
• 4.3.1 模型参数与井底净压力的关系
• 4.3.2 井底净压力与时间的关系式
• 4.3.3 裂缝动态长度或半径的计算
• 4.3.4 计算井底的平均缝宽
• 4.3.5 计算裂缝内平均净压力和平均缝宽
• 4.4 裂缝模型的诊断
• 4.5 压裂施工过程中的压力分析
• 4.5.1 四种典型压裂压力分析
• 4.5.2 裂缝的延伸方式
• 4.6 小结
• *方法'>第五章 计算拟合压力P^*方法
• *'>5.1 G函数分析方法求解拟合压力P^*
• 5.1.1 传统G函数的直线斜率法
• 5.1.2 传统G函数的曲线拟合法
• 5.1.3 改进的G函数分析法
• 5.2 数学拟合法求解拟合压力P
• 5.3 特征点法求解拟合压力P
• 5.4 小结
• 第六章 PKN、KGD和Penny模型裂缝闭合期的参数求解
• 6.1 PKN模型裂缝闭合期的参数求解
• 6.1.1 求解不考虑停泵后裂缝延伸时的PKN模型的参数
• 6.1.2 求解考虑停泵后裂缝延伸时的PKN模型的参数
• 6.1.3 杨氏模量的求解
• 6.2 KGD模型裂缝闭合期的参数求解
• 6.2.1 求解不考虑停泵后裂缝延伸时的KGD模型的参数
• 6.2.2 求解考虑停泵后裂缝延伸时的KGD模型的参数
• 6.2.3 杨氏模量的求解
• 6.3 Penny模型裂缝闭合期的参数求解
• 6.4 求解泊松比
• 6.5 小结
• 第七章 裂缝闭合期的拟三维分析模型及三维分析模型的压降分析
• 7.1 拟三维分析模型
• 7.1.1 拟三维压降分析模型的假设条件如下
• 7.1.2 建立裂缝宽的模型
• 7.1.3 停泵后裂缝延伸模型
• 7.1.4 求解拟三维模型裂缝闭合期的参数
• 7.2 三维压降分析模型
• 7.2.1 三维压降模型的假设条件
• 7.2.3 建立裂缝几何模型
• 7.2.4 考虑停泵后裂缝延伸的模型
• 7.2.5 三维裂缝模型的参数求解
• 7.3 小结
• 第八章 裂缝闭合后压降分析
• 8.1 视时间函数
• 8.2 分析闭合后压力动态
• 8.2.1 径向流阶段
• 8.2.2 线性流阶段
• 8.3 小结
• 第九章 油气井压裂过程中压力、温度分析软件开发
• 9.1 软件概述
• 9.2 软件开发环境
• 9.3 软件组成及主要功能
• 9.4 实例分析
• 9.4.1 压裂施工过程的压力分析
• *'>9.4.2 求解拟合压力P^*
• 第十章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要