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《西南石油大学》 2011年
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川西重复压裂气井应力场研究

钟烨  
【摘要】:随着压裂井的油气开采,第一次压裂产生的支撑裂缝将逐渐失去作用,增产作用逐渐降低。因此,有必要对一部分具备条件的油气井进行重复压裂,最大限度的提高油气井的产量。川西地区低渗致密砂岩气藏由于具有储层致密,渗流条件差等特点,目前已经有相当大一部分井失去了增产功能。因此需要加强重复压裂新裂缝造缝机理和延伸规律的研究,而这些归根结底都是需要进行重复压裂应力场的深入研究。 本文结合川西地区的地质资料,采用ABAQUS有限元分析软件,从两方面入手,研究重复压裂气井井筒及裂缝周围应力场变化的规律。一方面不考虑流固耦合作用下建模分析应力场转向范围以及转向范围大小的影响因素;另一方面通过建立起孔隙弹性介质中单相饱和流体渗流与岩石骨架变形相互耦合的理论模型,推导出孔隙压力变化与形变量之间的关系式以及岩石渗透率变化与形变量之间的关系式,使用Fortran语言编写子程序对ABAQUS进行二次开发,建立井筒及裂缝周围应力场分布的流固耦合模型来模拟孔隙压力和渗透系数等随时间的变化规律。 通过以上过程的深入研究取得了以下主要成果和认识:(1)由于井眼的存在应力场在井眼附近发生了明显的应力集中,应力方向大致沿井眼切线方向。在原始最大主应力方向应力转向明显;在原始最小主应力方向应力几乎未发生转向。(2)在裂缝周围形成了明显的诱导应力场,且在裂缝尖端存在明显的应力集中现象。(3)应力场转向范围的大小和生产压差、原地应力差、穿透比以及缝宽等因素都有关系,每种因素的影响程度各不相同。(4)流固耦合分析得出了随着生产的进行井眼以及裂缝周围的孔隙压力不断发生变化,并且变化到一定的时间逐渐趋于稳定。通过分析应力转向范围与时间的关系可以选择重复压裂的最佳时机。 通过本文的研究可以明确川西地区具体重复压裂井的应力转向范围,判断是否有实现改向压裂的可能性。并通过流固耦合模型反映随生产进行应力场的分布情况,选择合适的重复压裂时机。在川西低渗致密气藏中将这些结果用以指导大量的重复压裂施工,提高其工艺可行性和经济可行性。对于气田的综合治理以及稳产增产具有非常重要的意义。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE357

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