油层强动载造缝动态模拟模型研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文油层强动载造缝动态模拟模型研究姓名：贺慧申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：陈德春20090501摘要我国石油工业目前后备储量紧张，探明未动用石油地质储量中大部分为低渗透储量，为了有效动用低渗透油田的储量，油层强动载造缝技术得到了广泛应用，但油层强动载造缝过程影响因素分析、造缝过程动态分析以及裂缝条数预测等的研究缺乏，影响着技术的进一步发展。针对这一问题，利用火药燃烧模型、质量守恒方程和能量守恒方程，推导了火药在定容积内强动载加载过程的压力、温度随时间变化的

2、加载计算模型；根据井筒内的散热损失，建立了爆燃后卸载的温度、压力变化模型，分析了装药质量、装药结构、初始空间体积和初始空问压力等对火药爆燃过程的压力、温度的影响规律；运用断裂理论，基于裂缝受力分析，引入地层岩石断裂动态应力强度因子，建立了油层强动载作用下破裂压力计算模型；结合高压流体在裂缝中的压力分布近似模型、流体渗滤模型、裂缝起裂／止裂判据模型、裂缝延伸速度模型、延伸宽度模型及裂缝体积计算模型，利用质量守恒和能量守恒，建立了裂缝动态延伸的数学模型；综合上述各子模型，建立了火药爆燃一地层开裂一裂缝延伸

3、的强动载造缝动态模拟模型，编制了计算软件，并进行耦合求解。结果表明：缝长和缝宽均随时间迅速增长；峰值压力和造缝长度均随裂缝条数的增加而降低，当裂缝条数从2增加到6时，峰值压力从108．4MPa降至63．6MPa，裂缝长度由2．48m减至1．17m。利用“岩石动态损伤模拟实验装置"作了24组实验，实验研究表明加载速率是影响裂缝条数的主要因素；根据强动载造缝耦合模型计算了不同火药参数下的加载速率、峰值压力与裂缝条数，并回归出加载速率与裂缝条数的关系式，与实验所得的关系式进行了对比分析，结果吻合较好；因此逐

4、步推得不同装药量、装药结构与裂缝条数的指数回归关系式，并达到一定精度，从而建立了强动载造缝裂缝条数数学模型。强动载造缝动态模拟模型的建立与研究，为这类技术工艺参数设计和控制提供依据，对这类技术的发展和应用具有重要的指导意义。关键词：强动载造缝；加载；开裂条件：裂缝延伸；耦合求解TheResearchonDynamicSimulationModelofStrongLoadsFracturinginOiIReservoirHehui(Oil&GasFieldDevelopmentEngineering)D

5、irectedbyProfessorChenDechunAbstractOurcountry’Spetroleumindustrydevelopmentnowarefacingembarrassingandpressingphenomenonthatistheshortageofthebackupreservesandthemajorityoftheprovedunexploitedreservesbeingreservesoflowpermeability．Reservoirstrongdynami

6、cloadfractureinitiationtechnologyhasbeenpopularizedinordertoeffectivelyexploitlowpermeabilityreserves．Nowadaysresearchesonprocessparametersanalysis，processdynamicanalysisandfracturingnumbersanalysisofstrongdynamicloadfractureinitiationtechnologyarelimit

7、edwhichgreatlyrestrictthetechnology’Sfurtherdevelopment．Focusingontheseproblems，someworkhasbeendoneinthispaper．Firstly,theloadingcalculationmodelofpressure’Sandtemperature’svariationwithtimeinthestablecubagepowder’Sloadingprocess．Then,onthebasisofwellbo

8、reheatlosstheory,thetemperatureandpressurevariationmodelafterdeflagratingisconductedwiththeaffectinglawanalysisofpowderamount，powderholdingstructure，initialspacevolumeandinitialspace’Spressuretothepressureandtemperatureinpowderde