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随着全球油气资源勘探程度地不断加深，开发力度地不断加大，非常规油气藏受到了越来越多的关注。碳酸盐岩油气藏在非常规油气藏中占有很大的比例和非常重要的地位。塔河油田碳酸盐岩油气藏是以岩溶缝洞为主的古生界海相碳酸盐岩油气藏，以大型洞穴为主要的储藏空间。溶洞储藏空间形态多样，大小悬殊，分布不均，且具有极强的非均质性。储层还分布着天然裂缝，裂缝既是储集空间，也是主要的开采通道。缝洞结构很难识别与表征，造成了对剩余油分布认识不清和压裂改造规律不明确，缺乏针对性储层改造措施的现状。
本文通过查阅大量水力压裂文献，分析了常用的水力压裂数值模拟算法，对各算法的特点进行归纳总结，介绍了一种高效的水力压裂模拟算法——杂交有限-无网格法。本文以杂交有限-无网格法为基础，利用TOUGH-AiFrac平台，研究了径向井压裂问题，以及天然裂缝走向、单裂缝角度、地应力、溶洞内压等因素对裂缝连通溶洞的影响规律。当径向井方位角越大时，径向井对裂缝的引导作用越小。当初始水力裂缝与溶洞的连线方向和天然裂缝走向相近时，水力裂缝更容易连通溶洞。地应力对水力裂缝的影响符合经典水力压裂理论，裂缝沿着最大主应力方向扩展。溶洞内压越大，对水力裂缝的吸引作用越大。
针对塔河油田缝洞型储藏的三维地应力特点(σx=140MPa，σy=120MPa，σz=170MPa)，假设初始水力裂缝与井筒垂直，建立了不同井型(直井、斜井、水平井)以及不同溶洞分布(横向，纵向、立体)的三维水力压裂模型，完成了27组数值模拟实验，分析结果得到以下工程认识：(a)对水平井，溶洞群的方向夹角α越小，溶洞越容易被连通。对斜井、直井，该结论不一定成立，可以调整压裂液排量等工程参数，辅助裂缝连通溶洞。(b)对斜井、直井，如果存在方向夹角α很小的溶洞群，增加压裂液排量，有利于裂缝连通溶洞。对水平井，增加压裂液排量则不会有显著的影响。(c)对斜井、直井，如果方向夹角α角较大，可以通过控制压裂液排量等工程参数，更精确的控制水力裂缝在地应力作用下的偏转角度，增加连通溶洞的概率。但是，对水平井，调整压裂液排量则不会有显著的影响。
本文通过查阅大量水力压裂文献，分析了常用的水力压裂数值模拟算法，对各算法的特点进行归纳总结，介绍了一种高效的水力压裂模拟算法——杂交有限-无网格法。本文以杂交有限-无网格法为基础，利用TOUGH-AiFrac平台，研究了径向井压裂问题，以及天然裂缝走向、单裂缝角度、地应力、溶洞内压等因素对裂缝连通溶洞的影响规律。当径向井方位角越大时，径向井对裂缝的引导作用越小。当初始水力裂缝与溶洞的连线方向和天然裂缝走向相近时，水力裂缝更容易连通溶洞。地应力对水力裂缝的影响符合经典水力压裂理论，裂缝沿着最大主应力方向扩展。溶洞内压越大，对水力裂缝的吸引作用越大。
针对塔河油田缝洞型储藏的三维地应力特点(σx=140MPa，σy=120MPa，σz=170MPa)，假设初始水力裂缝与井筒垂直，建立了不同井型(直井、斜井、水平井)以及不同溶洞分布(横向，纵向、立体)的三维水力压裂模型，完成了27组数值模拟实验，分析结果得到以下工程认识：(a)对水平井，溶洞群的方向夹角α越小，溶洞越容易被连通。对斜井、直井，该结论不一定成立，可以调整压裂液排量等工程参数，辅助裂缝连通溶洞。(b)对斜井、直井，如果存在方向夹角α很小的溶洞群，增加压裂液排量，有利于裂缝连通溶洞。对水平井，增加压裂液排量则不会有显著的影响。(c)对斜井、直井，如果方向夹角α角较大，可以通过控制压裂液排量等工程参数，更精确的控制水力裂缝在地应力作用下的偏转角度，增加连通溶洞的概率。但是，对水平井，调整压裂液排量则不会有显著的影响。