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低渗透储层水平井定面射孔水力压裂起裂数值模拟研究

王越蓉  
【摘要】:近年来,随着中国石油油气勘察进入新的储量增加高峰期,原油产量稳中有升,天然气产量快速增加,储层改造技术起到了重要作用。但低渗透、非常规油气藏的储量越来越多,储量有效动用及开发的难度不断加大,储层改造技术不断面临新的挑战。水平井技术是遏制、改善和扭转“多井低产”现实局面的需要。水平井定面射孔技术不仅能够增加开采效率和成功率,而且可以提高压裂效果;优化定面射孔方案,对不同的地形进行定面射孔,使射孔眼通过岩石天然裂缝;达到降低起裂压力,增大破裂区域,从而增长稳产的目的。在未来油(气)田的开采中,广泛大量运用定面射孔技术已成为大势所趋,因此,进行水平井定面射孔水力压裂的相关研究具有广泛而深远的意义。本文主要从以下几个方面进行研究分析:首先,利用有限元软件ABAQUS6.14,建立扩展有限元计算模型,模型所受应力及井筒、射孔尺寸均来源于工程实践,然后分别考虑载荷边界条件、网格划分尺寸和单元选取等内容,选取最适合本文研究模型内容的强度破坏理论来进行模拟研究分析。并以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡某储层某水平井为例进行实例验证,通过对有限元模拟计算得出的起裂压力与现场实测得到的起裂压力进行对比分析,来验证本文所建有限元模型及计算方法的正确性。其次,利用有限元软件建立多个计算模型,从两种不同地应力场、井筒方位角、井筒倾斜角、最大水平主应力及最小水平主应力各方面对定面射孔和螺旋射孔起裂压力的影响进行对比研究,并得出相关结论。最后,利用有限元软件建立多个计算模型,研究不同地应力场条件下孔深、孔径、孔密与定面射孔起裂压力之间的关系;水平井定面射孔形成的扇形面与井筒轴线垂直和平行且在同一平面内时,对起裂压力的影响;以及垂向地应力与定面射孔扇形面之间的夹角对起裂压力的影响,并得出相关结论。


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