【摘 要】
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砂砾岩储层的油井在进行水力压裂施工之后,由于压裂设计有误和地层岩性因素的影响,产生的初次裂缝易失效,需要进行重复压裂来重新实现油井的有效开发。井筒裂缝转向技术通过
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砂砾岩储层的油井在进行水力压裂施工之后,由于压裂设计有误和地层岩性因素的影响,产生的初次裂缝易失效,需要进行重复压裂来重新实现油井的有效开发。井筒裂缝转向技术通过定向射孔对新裂缝的引导作用和重复压裂前诱导应力对原地应力场的影响,在井筒处引导裂缝转向,从而获得更大的改造储层改造体积和最终产能。本文结合理论推导、数值模拟和实验,系统的研究了井筒裂缝转向技术的实现机理和砂砾岩储层砾石性质及分布规律对裂缝扩展情况的影响。首先分析砂砾岩油藏的岩性物性特征,以及初次压裂裂缝失效机理和剩余油分布规律;通过理论推导和数值模拟相结合的方法,研究了重复压裂前由于初次压裂、油井生产和注水开发产生诱导应力的作用机理和其对重复压裂裂缝转向的影响;基于材料力学和弹塑性力学知识,推导并求解了单射孔和多射孔诱导应力模型;建立了多物理场耦合的三维有限元模型,研究了定向射孔引导重复压裂裂缝转向机理,以及定向射孔参数对新裂缝转向半径的影响;建立了渗流-应力-损伤耦合的二维裂缝扩展模型,并编制了二维裂缝拓展有限元程序;研究了砂砾岩油藏基质和砾石抗张强度、杨氏模量、渗透率等岩石力学参数、储层应力状态、注入排量、压裂液粘度等影响因素对裂缝尖端遇砾石后的扩展形态;以及不同砾石含量的砂砾岩油藏的裂缝拓展规律;最后设计了定向射孔诱导裂缝转向水力压裂物模实验,验证定向射孔的引导作用和砾石对裂缝形态的影响。
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