基于扩展有限元的页岩水平井多裂缝模拟研究

页岩储层水平井分段多簇压裂簇间距优选是压裂技术的关键,建立了水力压裂流固耦合数学模型,基于扩展有限单元法模拟多条裂缝的扩展过程,研究多条裂缝同时扩展的转向规律,以及应力干扰、水平主应力差、裂缝间距等因素与裂缝转向角度的关系.结果表明:应力干扰作用对裂缝宽度具有限制作用,单条裂缝张开宽度比两条裂缝的大;裂缝转角随应力差的减小而增大,随压裂时间的增加而增大.簇间距越小,应力干扰越强,转角越大,综合主缝均匀扩展、支撑剂填充以及复杂裂缝网络形成等条件,确定最优簇间距为30~40 m.多条裂缝同时扩展时,中间裂缝会受到两边裂缝的限制作用,簇间距越小,限制作用越强,裂缝发育时间越长,扩展速度越慢.     

利用模拟退火算法进行油井流入动态研究

油井流入动态是油井举升优化设计的基础 ,目前国内外研究油井流入动态的方法有多种 ,但是各有其不足和局限性 .为此利用模拟退火方法进行油井流入动态方法研究 .与以往的近似算法相比 ,该方法不需要将单相流和多相流分开讨论 ,且无任何假设条件 ,适用范围广 ;通过实例 ,把模拟退火的预测的产量结果与利用 Vogel方程所预测的产量结果进行比较和误差分析 ,结果表明 ,该算法的误差是非常小的 .因此 ,利用该算法研究油井流入动态非常可行 .     

火烧油层驱油特征的参数敏感性分析

在火烧油层驱油机理的基础上，依据油气层渗流理论，燃烧理论，建立了火烧油层驱油数学模型。用数值解法对干式和湿式两种燃烧进行了比较，得出：湿式燃烧比干式燃烧的驱油效果好。针对湿式燃烧的特点，对火烧油层驱油过程中的参数进行了敏感性分析，取得了有关结论即1）蒸汽带驱油是火烧油层过程中的一个重要机理；2）随着湿式燃烧水气比的增加，发生氧化反应的区域长度扩大，蒸汽带的温度下降，对流前缘速度增加，加速了热对流的传导，驱油效率增大；3）在湿式燃烧过程中，随着氧气利用率的降低，发生氧化反应的区域长度扩大，蒸汽带的温度下降，燃烧1立方米油砂所需空气量增加，燃烧前缘速度减少，驱油效率几乎不变；4）在湿式燃烧过程中，随着注入空气量的增加，发生氧化反应的区域长度扩大，蒸汽带的温度升高，燃烧前缘速度增加，对流前缘速度增加，加速了热对流的传导，驱油效率增大。     

基于多尺度页岩巴西劈裂试验的岩石强度尺度效应根源研究

为探究页岩抗拉强度尺度效应规律及岩石强度尺度效应根源,采集鄂尔多斯盆地延长组长7段陆相页岩野外露头,制作成直径为50 mm,高度分别为15.32 mm,20.39 mm,25.46 mm和30.28 mm四种尺度的岩样并进行巴西劈裂试验,在分析岩样抗拉强度尺度效应规律的基础上,对岩石强度尺度效应根源提出了新的认识。结果表明:页岩最大载荷和破裂面条数随岩样尺度增大而增大,抗拉强度随岩样尺度增大而减小,破裂时间与岩样尺度相关性较差;非均质性和端部摩擦效应是目前解释岩石强度尺度效应根源的主要观点,页岩巴西劈裂试验结果中抗拉强度存在良好的尺度效应现象,这表明岩石强度尺度效应并不是完全根源于试件与压头之间的端部摩擦作用;岩石强度尺度效应由岩石非均质性和端部摩擦效应共同作用而成,对于小尺度岩样,端部摩擦效应占据主导地位,对于大尺度岩样,非均质性占据主导地位,不同类型的岩石,其岩样尺度的"小"与"大"不同。对岩石强度尺度效应规律和根源的研究有助于提高岩体强度预测的准确性,并为揭示岩石破坏机理提供一定借鉴。     

基于多尺度页岩巴西劈裂试验的岩石强度尺度效应根源研究

为探究页岩抗拉强度尺度效应规律及岩石强度尺度效应根源,采集鄂尔多斯盆地延长组长7段陆相页岩野外露头,制作成直径为50 mm,高度分别为15.32 mm,20.39 mm,25.46 mm和30.28 mm四种尺度的岩样并进行巴西劈裂试验,在分析岩样抗拉强度尺度效应规律的基础上,对岩石强度尺度效应根源提出了新的认识。结果表明:页岩最大载荷和破裂面条数随岩样尺度增大而增大,抗拉强度随岩样尺度增大而减小,破裂时间与岩样尺度相关性较差;非均质性和端部摩擦效应是目前解释岩石强度尺度效应根源的主要观点,页岩巴西劈裂试验结果中抗拉强度存在良好的尺度效应现象,这表明岩石强度尺度效应并不是完全根源于试件与压头之间的端部摩擦作用;岩石强度尺度效应由岩石非均质性和端部摩擦效应共同作用而成,对于小尺度岩样,端部摩擦效应占据主导地位,对于大尺度岩样,非均质性占据主导地位,不同类型的岩石,其岩样尺度的“小”与“大”不同。对岩石强度尺度效应规律和根源的研究有助于提高岩体强度预测的准确性,并为揭示岩石破坏机理提供一定借鉴。     

均匀流量假设下分枝水平井的产能公式

将分枝水平井视为垂直裂缝，在均匀流量假设下，利用复变函数理论推导出了当分枝数分别为1和2时的分枝水平井产能公式。证明了在均匀流量假设下垂直裂缝相当的折算半径与导流能力为无限大的相比减少12％。