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水平井定向射孔裂缝起裂与穿层特征数值分析
  • ISSN号:0253-9985
  • 期刊名称:《石油与天然气地质》
  • 时间:0
  • 分类:TE371[石油与天然气工程—油气田开发工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心,辽宁大连116024
  • 相关基金:中国石油科技创新基金项目(2013D-5006-0211); 国家自然科学基金项目(51479024); 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB047100)
中文摘要:

为了探索水力裂缝的起裂形式和受控因素影响以及水力裂缝扩展至产层隔层界面处的穿层特征,运用基于有限元的数值模拟方法建立数值模型对其进行分析和研究,重点探讨了压裂双裂缝形成的可能性和条件,模拟了裂缝延伸至产层与隔层界面处的穿层现象。结果表明,地应力差和射孔方位角对压裂裂缝的起裂形式影响显著,地应力差越大,则裂缝从射孔方向起裂的可能性越小,方位角越大,从射孔方向起裂的可能性也越小,此时若水泥环失效,裂缝可从井壁大主应力方向起裂;若满足岩层物理力学与压裂条件,裂缝同时从射孔方向和井壁大主应力方向起裂的双裂缝起裂形式是可能的;在裂缝延伸过程中,产层与隔层弱胶结界面可使裂缝钝化或滑移成"T"型裂缝,弹性模量较小的隔层有利于裂缝穿层并继续延伸。数值分析结果可对水平井射孔参数优化及水力压裂施工提供些许参考。

英文摘要:

In order to reveal the initiation mode and controlling factors of hydraulic fracture as well as its propagation characteristics near the interface between production layer and barrier,a FEM-based code is employed and several numerical models are built to emphatically discuss the possibility and necessary conditions of the formation of double fractures.The penetration phenomenon of hydraulic fracture near the interface between production layer and barrier is also numerically simulated. Numerical results show that the differential stress and perforation azimuth play an important role in the initiation mode of hydraulic fractures. Either a higher differential stress or a higher azimuth can decrease the possibility of fracture initiation and propagation along the perforation direction. If the cement sheath is failed,a fracture near the well may initiate along the orientation of maximum principal stress. If both mechanical and hydraulic conditions are satisfied,a double fracturing mode,i. e. two fractures initiating synchronously along the orientation of perforation and maximum principal stress,could be obtained. During propagating,a weak interface between production layer and barrier may terminate the fracture or induce the formation of T-shape fracture. A barrier with lower elastic modulus may help a fracture penetrate through the interface and continue to propagate. The numerical results in this study are expected to provide some references for the perforating parameters optimization and fracturing design of horizontal wells.

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期刊信息
  • 《石油与天然气地质》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国石油化工集团公司
  • 主办单位:中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院 中国地质学会石油地质专业委员会
  • 主编:王庭斌
  • 地址:北京市海淀区学院路31号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:ogg.syky@sinopec.com
  • 电话:010-82312154 82312164 82312320
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9985
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4820/TE
  • 邮发代号:82-287
  • 获奖情况:
  • 1995、1999、2001年三次获湖北省优秀期刊,2001年中石化科技期刊一等奖,2001年中国期刊方阵双效期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21141