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《西南石油学院》 2004年
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水平井水力压裂基础理论研究

徐严波  
【摘要】:水平井具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高、避开障碍物和环境恶劣地带等优点,在石油工业的科研和实践中成了人们关注的焦点。由于世界上低渗透油田数量很多,资源相当丰富。但低渗透油藏的渗透率低、渗流阻力大、连通性差、有时水平井的单井产能也较低,满足不了经济开发的要求,为了提高单井的产量和最终的采收率,改善其开采的经济效益,所以要对水平井进行水力压裂,而且通常需要压开多条裂缝来增加油气渗流通道,提高水平井的单井产能。 但目前为止,对水平井水力压裂的理论研究还不够深入,有些领域的研究刚刚起步,有些领域的研究国内外还是一片空白,没有一套成熟的理论模型来指导水平井的水力压裂优化设计和现场施工,使得水平井水力压裂的成功率不高而且风险也比较大。本论文的研究力图解决水平井水力压裂过程中存在的部分难题,使水平井水力压裂理论得到一定程度的提高,从而更好的指导水平井水力压裂的优化设计,提高水平井水力压裂的效果和成功率。因此,本论文的研究对推动水平井水力压裂理论的发展和指导现场施工都具有很重要的指导意义和参考价值。 在前人研究的基础上,本论文对以下几个方面进行了研究: (1) 考虑压裂液与井筒壁摩擦生热和多条裂缝分流对压裂液温度的影响,利用热力学平衡原理,建立了水平井筒温度场数学模型,用“追赶法”对模型进行了求解。考虑摩擦生热影响后压裂液温度升高了,而且粘度越大压裂液的温度升高的越多。由于压裂液温度对压裂液化学性质影响很大,本论文的研究对于确定压裂液破胶时间和指导压裂液优化设计具有重要的意义。 (2) 根据弹性力学理论和断裂力学理论,建立了水平井井筒周围应力场分布的新模型以及裂缝起裂压力和起裂角的计算模型。最小水平主应力在裂缝起裂过程中起决定性作用,岩石温度降低减小了裂缝的起裂压力。本论文建立的裂缝起裂压力计算模型能够比较准确的预测裂缝起裂时地面施工泵压,对水平井水力压裂现场施工具有一定的指导意义。 (3) 从岩石力学、流体力学等基本理论出发,综合应用了连续性方程、质量守恒方程、能量守恒方程,引用了Geensma和Deklerk提出的单缝延伸时远场地应力与裂缝入口压力的关系式和裂缝的几何尺寸计算模型,建立了多条裂缝同时压裂的二维延伸模型,并用离散变量组合型法进行求解,为水平井多条裂缝同时延伸的模拟计算提供了理论依据。 (4) 根据渗流力学和势的迭加原理,综合考虑了裂缝条数、裂缝长度、缝间距、分布的对称性、裂缝方位角、导流能力对压裂水平井产能的影响,建立了考虑多条裂缝相互干扰的压裂水平井的产能计算的新模型,并给出了模型的解析解,为压后多条裂缝相互干扰的水平井产能计算提供了很好的解决方案,而且还得出了很多新的结论。 摘要 本论文的研究成果,使水平井水力压裂的基础理论更加完善,能够更好的指导水平 井水力压裂的优化设计和现场施工。 关扭词:水平井水力压裂温度场多裂缝裂缝起裂裂缝延伸产能预测
【学位授予单位】:西南石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TE357.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 曾凡辉;水平井压裂模拟模型及软件研制[D];西南石油大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前7条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 刘明高;火山岩裂缝性底水油藏油、气、水三相驱替机理及数值模拟研究[D];西南石油学院;2002年
10 曾祥林;水平井及分支井产能预测理论研究[D];西南石油学院;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海龙;水平井、分支井产能分析理论研究[D];西南石油学院;2003年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘想平,郭呈柱,蒋志祥,刘翔鹗,郭尚平;油层中渗流与水平井筒内流动的耦合模型[J];石油学报;1999年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 焦国盈;压裂充填防砂与增产技术研究[D];西南石油学院;2005年
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7 赵春森;水平井与直井整体开发渗流理论研究[D];大庆石油学院;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 岳建伟;低渗透气藏压裂井产能研究[D];西南石油学院;2004年
2 郑宪宝;人工裂缝井生产动态模拟研究[D];大庆石油学院;2006年
3 李文娟;复杂裂缝条件下的渗流机理研究[D];大庆石油学院;2007年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【相似文献】
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5 Ottmar Hoch ,Gordon Love ,马俯波,王衍;低渗透砂岩油藏水平裸眼井的多裂缝水力压裂技术[J];国外油田工程;2004年12期
6 付永强;李鹭光;何顺利;;斜井及水平井在不同构造应力场水力压裂起裂研究[J];钻采工艺;2007年01期
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9 春兰;何骁;向斌;符豪;魏文兴;李莉;;水力压裂技术现状及其进展[J];天然气技术;2009年01期
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9 马文涛;鞠传涛;;孤东油田七区西6~(3+4)厚油层水平井挖潜技术探讨[A];渤海湾油气勘探开发工程技术论文集(第十三集)[C];2008年
10 马文涛;鞠传涛;;孤东油田七区西6~(3+4)厚油层水平井挖潜技术探讨[A];第四届胜利油田北部油区疏松砂岩油藏开发技术研讨会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗建东 李旭东;吐哈水平井钻探频频告捷[N];中国矿业报;2006年
2 本报记者 王金法 通讯员 袁滨;胜利水平井地质导向技术成找油利器[N];中国石化报;2008年
3 马献珍 刘明辉;科技井下提高水平井开发效益[N];中国石化报;2010年
4 记者 李兵;华北油田水平井施工渐入佳境[N];中国石油报;2007年
5 特约记者 唐骏华 通讯员 马丽;钻井二公司在伊拉克成功打出首口水平井[N];大庆日报;2009年
6 特约记者 刘英姿;辽河工程院水平井技术竞争势头强劲[N];中国石油报;2005年
7 特约记者 罗建东 通讯员 李旭东;吐哈水平井钻探取得重要成果[N];中国石油报;2006年
8 通讯员 郑水平;辽河油田两项水平井技术研发取得新突破[N];中国石油报;2009年
9 通讯员 周建云;水平井工艺提高单井产量[N];中国石油报;2010年
10 记者 张文鸣 通讯员 唐春兰;新疆油田科技创新促水平井平稳运行[N];中国石油报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张广明;水平井水力压裂数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 徐严波;水平井水力压裂基础理论研究[D];西南石油学院;2004年
3 彪仿俊;水力压裂水平裂缝扩展的数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 蔡长宇;水力压裂井产能研究[D];中国地质大学(北京);2005年
5 关德;海上油田水平井开采油藏工程优化研究[D];西南石油学院;2002年
6 李军诗;压裂水平井动态分析研究[D];中国地质大学(北京);2005年
7 曾祥林;水平井及分支井产能预测理论研究[D];西南石油学院;2002年
8 王寿平;水平井渗流理论及其在油藏工程中的应用研究[D];西南石油学院;2002年
9 刘先灵;水力压裂实时监测及解释技术研究与应用[D];西南石油学院;2003年
10 崔传智;水平井产能预测的方法研究[D];中国地质大学(北京);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张矿生;压裂水平井生产动态数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
2 吕加;直角坐标系下井孔声波场的有限差分模拟方法研究[D];吉林大学;2005年
3 陈海龙;水平井、分支井产能分析理论研究[D];西南石油学院;2003年
4 张翼;水平井和大位移井压裂后产能预测及应用研究[D];西南石油学院;2003年
5 马德成;水平井压裂管柱力学分析[D];大庆石油学院;2009年
6 杨炯明;水平井井眼轨迹三维可视化技术研究与应用[D];西南石油学院;2002年
7 韦艳华;非线性集中参数系统的优化理论、算法及应用[D];大连理工大学;2003年
8 赵静;水平井产能设计及指标预测方法[D];大庆石油学院;2005年
9 杨立君;支撑剂对流模型研究及水平井分级压裂设计模拟软件研制[D];西南石油学院;2005年
10 王喜泉;冷家油田SAGD试验区方案设计[D];中国石油大学;2007年
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