论文部分内容阅读
裂缝性油藏大多是低渗透油藏,油藏中的储层岩石较为致密,其强度和脆性也较大,这往往能够产生非常复杂的天然裂缝系统。天然裂缝的发育及分布影响了储层的地应力,进而影响了水力裂缝的起裂与延伸。研究天然裂缝系统,开展裂缝性油藏水力裂缝起裂与延伸机理的研究工作,对于降低和改变天然裂缝带来的不利因素,提高裂缝性油藏的采收率,保证我国石油工业和社会经济的持续和稳定发展具有十分重要的意义。本文以岩石力学与断裂力学理论为指导,选取川西新场地区须家河裂缝性砂岩储层为研究对象,对裂缝性油藏的地质概况、岩石力学参数以及天然裂缝发育特征进行了研究与分析,为水力裂缝起裂与延伸机理的研究提供基础数据。在研究裂缝性油藏水力裂缝起裂方面,针对裸眼完井与射孔完井,分别分析了井筒围岩的应力分布以及射孔孔眼的应力分布;针对裂缝性油藏水力裂缝起裂的三种起裂方式,给出了从岩石本体起裂的判断条件;给出了沿天然裂缝剪切起裂的判断条件,结合结构面强度效应理论得出剪切起裂的判断模型,通过大地坐标系对模型进行求解;同样给出了沿天然裂缝张开起裂的判断模型,并通过大地坐标系对模型进行求解。选取川西须家河裂缝性油藏砂岩储层中某一水平射孔井为例进行起裂压力计算分析,计算结果表明,研究区域更趋向于沿天然裂缝发生起裂,这与实际结果相同。在研究裂缝性油藏水力裂缝延伸方面,将扩展有限元法与裂缝性油藏水力裂缝的延伸问题相结合,并对裂缝性油藏水力裂缝扩展有限元理论进行了初步的研究,建立了能够模拟裂缝性油藏中不对称的、方向任意性的且遭遇天然裂缝的水力裂缝扩展有限元二维模型。采用了相互作用积分法求解水力裂缝缝尖应力强度因子,该方法能够与扩展有限元法有效结合。研究了水力裂缝与天然裂缝遭遇的模型,判断水力裂缝延伸方向的方法以及确定水力裂缝延伸过程的计算流程。选取川西须家河裂缝性油藏砂岩储层为例进行分析,分析结果表明,射孔方位越大,水力裂缝偏转幅度越大;水力裂缝与天然裂缝遭遇前,受诱发应力的作用天然裂缝将出现张开和剪切滑移,两裂缝正交时,天然裂缝受到的张应力和剪切力是对称的,水力裂缝与天然裂缝斜交时,天然裂缝受到的张应力与剪应力是非对称的;低逼近角时,水力裂缝最大可能是沿天然裂缝方向延伸,高逼近角时,水力裂缝最大的可能是直接穿过遭遇的天然裂缝。