低渗砂岩油藏水力裂缝扩展规律的研究

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1、摘要本文以天然裂缝与水力裂缝相互作用机制为研究重点，定量评价低渗裂缝性油藏中的水力裂缝的扩展规律，主要研究内容包括：1、以具体的岩芯资料分析、综合为基础，通过对低渗砂岩孔隙一裂隙双重介质结构的主要特征(裂缝尺度、密度、优势分布方向等)进行量化分类，首先研究、建立描述低渗砂岩裂缝性油藏宏观渗流特征的数学模型；2、研究天然裂缝对油藏渗透性能的影响，并以量化或公式的形式建立与裂缝分布尺度、密度以及张开／闭合相关的渗透率定量评价模型；3、在考虑天然裂缝分布及其动态滤失等因素的条件下，建立了拟三维(p3D)水力裂缝动态扩展的数学模型；应用有限元数值分析技术，定量评价低渗砂岩双重介质中拟三维水力裂缝的扩

2、展规律；4、应用双重连续介质理论与流固耦合理论，建立低渗砂岩裂隙孑L隙介质的油水两相渗流理论模型，定量评价裂缝性油藏压裂效果。结合压裂设计施工的实际需要，基于裂缝分布密度、尺度、方位以及裂缝性油藏的整体渗流特性描述的目的，在本课题的研究中，我们首先根据裂缝尺度的大小，将低渗透砂岩裂缝性储层初步划分为大尺度裂缝(裂缝长度大于厘米cm量级)与小尺度裂缝两种类型。对大尺度裂缝，直接采用计算机图形建模技术来构筑油藏压裂的力学与几何模型；对小尺度裂缝(习惯上称之为裂隙)则分别应用岩石力学的拟连续介质理论，在油藏渗透率和力学性能参数等效概念的基础上，建立反映裂隙性油藏综合力学性能与流体运移特性的等效介质

3、模型。关键词：低渗砂岩裂缝性储层，水力裂缝扩展、天然裂缝、流固耦合、数值模拟TheHydraulicFractureinSandReserV0irwithL0wPermeabilityDirectedbyProfXueShifengXiaoGuanghui(EngineeringMechanics)AbstractFocusingontheinteractionmechanismbe帆eennaturalcrackandhydraulic6_acture，theeXtensionpattemofhydraulic矗actIlreinsandreseⅣoirwithlowpemeability

4、wasquantitativeanalyzedinthisp印er．Them旬orworksincludethefollowing：(1)Comprehensiveanalysisofthemainstnlcturalcharactersofdual—porositymedi哪oflowpemeabilitys肌dreservoir，suchasnanlralcrackdimensions，density'crackdist舶ution，etc．Themamematicalmodelfordescriptionofse印ageflowcharact甜sticwasestablished．(2

5、)Researchontheinnuenceofnaturalcrackonpe肿eabilityofoilreservoir'andes协blishapernleabilityquantitativeevaluationmodel．Thismodelconsiderstheef．fectofnaturalcrackdistributionscale，densityandopening／closingstatus．(3)hlconside渤gmenaturalcrackdistributionaIlditsdyIlamicfiltrationc印acity，at11ree．dimension

6、alhydraulic丘acturedyn锄iceXpallsionmodelwasestablished．Finiteel锄entmemodwasadoptedtosolvethegovemingequationsyst锄，a11dpseudo-threedimensionalresultsofhydraulic触ctureextensioninsandreservoirwithlowpe衄eabilitywere百Ven．(4)Applicationofdual．mediumcontinu啪aIldfluid—solidcouplingmeories，establishawater-oi

7、ltwophaseaIlddual-pomsitymediumse印agemodeloflowpe姗eabilitysandreservoir．Withthjsmodel，thehydraulic台acturinge位ctof矗ssuredreservoirwasquantitatiVeeValuated．Basingonthecrackdistributiondens咄size，location，des嘶p