不稳定流体注入时裂缝内压力和尖端应力分析

• 作 者: 仝少凯 高德利
• 机 构: 中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室,中国石油大学（北京）油气资源与工程国家重点实验室
• 出 处: 石油机械
• 发表日期: 2018年11期
• 关键词: 水力压裂 不稳定流体 裂缝 尖端应力 水力压力振动波 hydraulic fracturing unstable fluid fracture tip stre
• 基金项目: 国家自然科学基金创新研究群体项目“复杂油气井钻井与完井基础研究”(51521063),国家自然科学基金重点项目“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(U1762214),国家科技重大专项“复杂结构井、丛式井设计与控制新技术”(2017ZX05009-003)、“高温高压钻完井管柱失效机理及安全控制技术”(2017ZX05005-005-007)

为了解不稳定流体注入时水力裂缝内压力和尖端应力变化规律,采用流体力学理论建立了不稳定流体注入条件下井筒内波动压力的计算模型,根据波动力学理论建立了水力压力振动波在裂缝内的传播方程,运用断裂力学理论分析了水力压力振动波在裂缝内传播时裂缝尖端的应力变化。分析结果表明:不稳定流体注入条件下,裂缝内的波动压力随时间呈明显的衰减现象;相同裂缝长度下,随波长的增加,裂缝内的波动压力衰减幅度加剧,压力能量损失加快;随着裂缝长度的增加,裂缝尖端的应力强度因子、峰值应力和总势能均相应地增加;采用不稳定流体的注入方式可以提高