碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂影响的有限元法研究

苏建政 张素青

苏建政, 张素青. 碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂影响的有限元法研究[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(4): 63-66.
引用本文: 苏建政, 张素青. 碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂影响的有限元法研究[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(4): 63-66.
SU Jianzheng, ZHANG Suqing. Studying the effect of carbonatite heterogeneity on hydraulic fracture initiationby using finite element method[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(4): 63-66.
Citation: SU Jianzheng, ZHANG Suqing. Studying the effect of carbonatite heterogeneity on hydraulic fracture initiationby using finite element method[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(4): 63-66.

碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂影响的有限元法研究

详细信息
  • 中图分类号: TE357.11

Studying the effect of carbonatite heterogeneity on hydraulic fracture initiationby using finite element method

  • 摘要: 非均质性碳酸盐岩水力裂缝起裂的研究大多应用解析方法,但该方法有一定的局限性,实际地层存在流体渗流时,还应该考虑流体和固体的耦合作用。考虑到碳酸盐岩岩石力学的非均质性、流体和碳酸盐岩固体变形的相互作用的耦合效应,建立了井筒周围应力场的分布,应用有限元方法研究了碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂的影响。研究表明:碳酸盐岩储层介质弹性模量和泊松比的非均质性及碳酸盐岩储层渗透率对裂缝起裂的影响显著,而且由于非均质性的影响,裂缝的起裂点在近井筒附近的地层中存在多点起裂现象; 在有弱夹层地层中,裂缝起裂位置与夹层的位置密切相关。研究结果对于水力压裂优化设计的进一步改进和完善具有重要的意义。
  • [1] [1] COURANT R. Variational method for solutions of problems of equilibrium and vibrations[J]. Bull. Am. Math. Soc. 1943, (49): 1-23.
    [2] TURNER M J, CLOUGH R W, MARTIN H C, et al. Stiffness and deflection analysis of complex structures[J]. Aero.Sci. 1956,(23):805-823.
    [3] CLOUGH R W. The finite element method in plane stress analysis[C]. Proc. 2’d ASME Conference on Electronic Computation. Pttsburgh, Pa. Sept. 1960.
    [4] BESSELING J F. The complete analogy between the matrix equations and the continuous field equations of structural analysis[C]. International Symposium on Analogy and Digital Techniques Applied to Aeronautics,Liege,Belgium,1963.
    [5] MELOSH R J. Basis for the Derivation of Matrics for the Direct Stiffness Method. AIAAJ , 1963, (1): 1631-1637.
    [6] JONES R E. AGeneralization of the Direct Stiffness Method of Structural Analysis[J]. AIAAJ.,1964, (2): 821826.
    [7] NOLTE K G.Fracture pressure analysis for non-ideal behavior[R].SPE 20 704 ,1991-02:210-218.
    [8] BARREE R D, MUKHERJEE H. Determination of pressure dependent leakoff and its effect on fracture geometry[R]. SPE 36 424, 1996.
    [9] BARREE R D.Application of prefrat injection/falloff test in fissured reservoirs-field examples[R]. SPE 39 932, 1998-04:5-8.
    [10] COTE A J, CRAWFORD K A. Case study:mixing proppant size to control pressure-dependent leakoff[R].SPE 108 178, 2007-05: 16-18.
    [11] 米卡尔 J.埃克诺米德斯. 张保平,刘立云,张汝生译.油藏增产措施[M].北京:石油工业出版社,2002.
    ECONOMIDES M J, Translated by ZHANG Baoping,LIU Liyun, ZHANG Rusheng. Reservoir stimulation measure[M]. Beijing: Petroleum Industry Press , 2002.
    [12] 何艳青,王鸿勋.用数值模拟方法预测压裂井的生产动态[J].石油大学学报:自然科学版,1990,14(5): 16-25.
    HE Yanqing, WANG Hongxun. Prediction of production performance in fractured wells with numerical simulation [J]. Journal of the University of Petroleum, 1990, 14 (5): 16-25.

    [1] COURANT R. Variational method for solutions of problems of equilibrium and vibrations[J]. Bull. Am. Math. Soc. 1943, (49): 1-23.
    [2] TURNER M J, CLOUGH R W, MARTIN H C, et al. Stiffness and deflection analysis of complex structures[J]. Aero.Sci. 1956,(23):805-823.
    [3] CLOUGH R W. The finite element method in plane stress analysis[C]. Proc. 2’d ASME Conference on Electronic Computation. Pttsburgh, Pa. Sept. 1960.
    [4] BESSELING J F. The complete analogy between the matrix equations and the continuous field equations of structural analysis[C]. International Symposium on Analogy and Digital Techniques Applied to Aeronautics,Liege,Belgium,1963.
    [5] MELOSH R J. Basis for the Derivation of Matrics for the Direct Stiffness Method. AIAAJ , 1963, (1): 1631-1637.
    [6] JONES R E. AGeneralization of the Direct Stiffness Method of Structural Analysis[J]. AIAAJ.,1964, (2): 821826.
    [7] NOLTE K G.Fracture pressure analysis for non-ideal behavior[R].SPE 20 704 ,1991-02:210-218.
    [8] BARREE R D, MUKHERJEE H. Determination of pressure dependent leakoff and its effect on fracture geometry[R]. SPE 36 424, 1996.
    [9] BARREE R D.Application of prefrat injection/falloff test in fissured reservoirs-field examples[R]. SPE 39 932, 1998-04:5-8.
    [10] COTE A J, CRAWFORD K A. Case study:mixing proppant size to control pressure-dependent leakoff[R].SPE 108 178, 2007-05: 16-18.
    [11] 米卡尔 J.埃克诺米德斯. 张保平,刘立云,张汝生译.油藏增产措施[M].北京:石油工业出版社,2002.
    ECONOMIDES M J, Translated by ZHANG Baoping,LIU Liyun, ZHANG Rusheng. Reservoir stimulation measure[M]. Beijing: Petroleum Industry Press , 2002.
    [12] 何艳青,王鸿勋.用数值模拟方法预测压裂井的生产动态[J].石油大学学报:自然科学版,1990,14(5): 16-25.
    HE Yanqing, WANG Hongxun. Prediction of production performance in fractured wells with numerical simulation [J]. Journal of the University of Petroleum, 1990, 14 (5): 16-25.
  • [1] 李越, 牟建业, 揭琼, 张士诚, 马新仿, 张军.  碳酸盐岩缝内暂堵转向压裂裂缝扩展规律实验 . 石油钻采工艺, 2022, 44(2): 204-210. doi: 10.13639/j.odpt.2022.02.011
    [2] 赵海洋, 刘志远, 唐旭海, 李新勇, 耿宇迪, 张俊江.  缝洞型碳酸盐岩储层循缝找洞压裂技术 . 石油钻采工艺, 2021, 43(1): 89-96. doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.014
    [3] 贺甲元, 程洪, 向红, 翟晓鹏, 耿宇迪, 王海波.  塔河油田碳酸盐岩储层暂堵转向压裂排量优化 . 石油钻采工艺, 2021, 43(2): 233-238. doi: 10.13639/j.odpt.2021.02.015
    [4] 陶杉, 余星, 宋海, 廖亚民, 常启帆, 樊晶晶.  大数据方法寻找顺北碳酸盐岩储层开采过程中井壁坍塌主控因素 . 石油钻采工艺, 2020, 42(5): 627-631. doi: 10.13639/j.odpt.2020.05.017
    [5] 綦民辉, 孙伟, 王倩, 李明忠, 甄怀宾.  射孔参数对薄煤层群压裂起裂的影响研究 . 石油钻采工艺, 2020, 42(6): 745-751. doi: 10.13639/j.odpt.2020.06.013
    [6] 张鹏, 吴通, 李中, 李泽, 王剑杰, 姬磊.  BP神经网络法预测顺北超深碳酸盐岩储层应力敏感程度 . 石油钻采工艺, 2020, 42(5): 622-626. doi: 10.13639/j.odpt.2020.05.016
    [7] 王治国, 杨向同, 窦益华, 罗生俊.  大规模水力压裂过程中超级13Cr 油管冲蚀预测模型建立 . 石油钻采工艺, 2016, 38(4): 473-478. doi: 10.13639/j.odpt.2016.04.013
    [8] 刘玉章, 付海峰, 丁云宏, 卢拥军, 王欣, 梁天成.  层间应力差对水力裂缝扩展影响的大尺度实验模拟与分析 . 石油钻采工艺, 2014, 36(4): 88-92. doi: 10.13639/j.odpt.2014.04.022
    [9] 张素青, 王克涛, 王秀颖, 黄志文.  水平井筒应力分布特征数值模拟研究 . 石油钻采工艺, 2014, 36(3): 65-67. doi: 10.13639/j.odpt.2014.03.016
    [10] 王素玲, 董康兴, 董海洋.  低渗透储层射孔参数对起裂压力的影响 . 石油钻采工艺, 2009, 31(3): 85-89.
    [11] 廖华林, 李根生, 罗学钊, 刘志宏.  超高压水射流冲击应力分布规律的数值分析 . 石油钻采工艺, 2004, 26(5): 8-12. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2004.05.002
    [12] 郭大立, 赵金洲, 刘先灵, 刘富, 吴刚.  识别水力裂缝参数的自动拟合模型和方法 . 石油钻采工艺, 2003, 25(1): 49-52. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.01.016
    [13] 胥耘, 汪绪刚, 赫安乐, 刘永山, 黄万军, 肖志明.  玉门油田白垩系特殊岩性储层的深度酸压技术研究与应用 . 石油钻采工艺, 1999, 21(5): 62-67. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1999.05.015
    [14] 程兴生, 胥耘, 陈伟, 赵辉.  砂质碳酸盐岩储层重复酸化酸液体系的优选与应用 . 石油钻采工艺, 1998, 20(6): 57-62. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1998.06.018
    [15] 葛洪魁, 林英松, 王顺昌.  水力压裂地应力测量有关技术问题的讨论 . 石油钻采工艺, 1998, 20(6): 53-56,62. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1998.06.017
    [16] 张平, 赵金洲, 郭大立, 陈汶滨, 田继东.  水力压裂裂缝三维延伸数值模拟研究 . 石油钻采工艺, 1997, 19(3): 53-59,69. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1997.03.013
    [17] 胥耘.  碳酸盐岩储层多级注入闭合酸压技术研究与应用 . 石油钻采工艺, 1996, 18(5): 58-65. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1996.05.014
    [18] 李宪文.  陕甘宁盆地中部气田碳酸盐岩储层酸化工艺技术研究 . 石油钻采工艺, 1995, 17(3): 66-70. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1995.03.015
    [19] 刘从彪, 刘翔鹗.  利用油田开发资料计算就地三向主应力 . 石油钻采工艺, 1994, 16(5): 45-49. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1994.05.012
    [20] 王世顺.  顺应最大水平地应力方向提高油田压裂注水开发效益 . 石油钻采工艺, 1991, 13(2): 43-48. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.1991.02.009
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3737
  • HTML全文浏览量:  26
  • PDF下载量:  166
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-22
  • 修回日期:  2019-05-22
  • 刊出日期:  2008-08-26

碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂影响的有限元法研究

  • 中图分类号: TE357.11

摘要: 非均质性碳酸盐岩水力裂缝起裂的研究大多应用解析方法,但该方法有一定的局限性,实际地层存在流体渗流时,还应该考虑流体和固体的耦合作用。考虑到碳酸盐岩岩石力学的非均质性、流体和碳酸盐岩固体变形的相互作用的耦合效应,建立了井筒周围应力场的分布,应用有限元方法研究了碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂的影响。研究表明:碳酸盐岩储层介质弹性模量和泊松比的非均质性及碳酸盐岩储层渗透率对裂缝起裂的影响显著,而且由于非均质性的影响,裂缝的起裂点在近井筒附近的地层中存在多点起裂现象; 在有弱夹层地层中,裂缝起裂位置与夹层的位置密切相关。研究结果对于水力压裂优化设计的进一步改进和完善具有重要的意义。

English Abstract

苏建政, 张素青. 碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂影响的有限元法研究[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(4): 63-66.
引用本文: 苏建政, 张素青. 碳酸盐岩非均质性对水力裂缝起裂影响的有限元法研究[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(4): 63-66.
SU Jianzheng, ZHANG Suqing. Studying the effect of carbonatite heterogeneity on hydraulic fracture initiationby using finite element method[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(4): 63-66.
Citation: SU Jianzheng, ZHANG Suqing. Studying the effect of carbonatite heterogeneity on hydraulic fracture initiationby using finite element method[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(4): 63-66.
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回