資源描述：
《關(guān)于天然裂縫油藏在水力壓裂期間的體積增長(zhǎng)及水力傳導(dǎo)率的實(shí)例研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、SPE63173關(guān)于天然裂縫油藏在水力壓裂期間的體積增長(zhǎng)及水力傳導(dǎo)率的實(shí)例研究——以澳大利亞某油藏為例（M.M.Hossain,SPE,M.K.RahmanandS.S.Rahman,SPE,SchoolofPetroleumEngineering,TheUniversityofNewSouthWales）摘要在具有天然裂縫的致密氣藏或者具有地?zé)岬母蔁釒r石儲(chǔ)集層中，傳統(tǒng)水力壓裂技術(shù)（壓出兩個(gè)長(zhǎng)翼共面裂縫）有著明顯的局限性。本文提出了一個(gè)能用于該類油氣藏的增產(chǎn)技術(shù)三維模型。該模型利用從巖心和測(cè)井中獲得
2、的數(shù)據(jù)隨機(jī)地模擬了實(shí)際儲(chǔ)層具有代表性的天然裂縫。然后結(jié)合簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)力學(xué)和線性彈性斷裂力學(xué)原理對(duì)注入流體壓力和初始地應(yīng)力情況下的裂縫變形進(jìn)行了分析。最后，利用裂縫變形函數(shù)計(jì)算了水力傳導(dǎo)系數(shù)及儲(chǔ)層體積增長(zhǎng)模式。已運(yùn)用Hijiori干熱巖體油藏真實(shí)裂縫資料證實(shí)了該模型的適用性。應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該模型能夠模擬儲(chǔ)集層實(shí)際天然裂隙發(fā)育分布情況。最后，應(yīng)用該模型的一系列數(shù)值分析結(jié)果對(duì)澳大利亞中部某油藏天然裂縫參數(shù)（例如：大小、密度和方向）的敏感性、初始地應(yīng)力和傳導(dǎo)率進(jìn)了探討。研究表明，儲(chǔ)層體積增長(zhǎng)模式主要受裂縫參數(shù)和
3、初始地應(yīng)力的相對(duì)大小、方向的影響。儲(chǔ)層的應(yīng)力結(jié)構(gòu)以走向滑動(dòng)逆斷層應(yīng)力為主且應(yīng)力偏量較高時(shí)，水平增長(zhǎng)模式占主導(dǎo)地位，這種增長(zhǎng)模式對(duì)高效地利用地?zé)崮芰渴欠浅Ｓ欣?。本文提供的資料能直接應(yīng)用于干熱巖地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)。致密氣藏存在的大量天然裂縫是造成常規(guī)水力壓裂出現(xiàn)復(fù)雜情況（如多縫、施工壓力高、早期濾失等）的原因。1簡(jiǎn)介盡管傳統(tǒng)水力壓裂技術(shù)（依靠注入流體的壓力來(lái)誘發(fā)次生裂縫并向地層深處延伸，在形成的裂縫中注入支撐劑以防止裂縫閉合）有很多成功的案例，但是在某些地區(qū)也有著失敗的經(jīng)歷，尤其是在澳在利亞中部地區(qū)。調(diào)查研究
4、表明，這些區(qū)域的儲(chǔ)層地應(yīng)力偏量較高，即最大、最小水平初始地應(yīng)力的差值很大，存在原生裂縫等等[1]。此外，傳統(tǒng)水力壓裂技術(shù)在帶有地?zé)岬母蔁釒r體儲(chǔ)層（一種新的能源）中的應(yīng)用效果不佳，因?yàn)檫@些儲(chǔ)層中含有具有天然裂縫的高溫花剛巖。有必要進(jìn)一步深入研究導(dǎo)致傳統(tǒng)水力壓裂技術(shù)在上述儲(chǔ)層中失效的原因。與此同時(shí)，需要尋求一種基于上述特殊地質(zhì)情況的替代技術(shù)，有效地進(jìn)行水力壓裂造縫設(shè)計(jì)。本文旨在闡述這種水力裂縫設(shè)計(jì)和模擬技術(shù)的發(fā)展、條件、模型以及應(yīng)用情況。這種替代技術(shù)以前有多種叫法，諸如低支撐劑壓裂技術(shù)、無(wú)支撐劑壓裂技術(shù)
5、、純水壓裂技術(shù)等。最近取名為“剪切擴(kuò)張”壓裂技術(shù)，源于它的基本工程原理。該技術(shù)被公認(rèn)為是最重要的也是最古老的方法，但是關(guān)于它實(shí)施時(shí)成功或失效的機(jī)理還不是很清楚。近期，Mayerhofer等人[2]報(bào)道了這一技術(shù)在西德克薩斯棉谷砂巖體成功實(shí)施的消息。之前，這種技術(shù)也被成功應(yīng)用于澳斯汀白堊統(tǒng)天然裂縫油藏，作業(yè)時(shí)消耗了大量的液體，沒(méi)有使用任何固相支撐劑，因而得名“純水壓裂技術(shù)”。Mayerhofer等人[2]在缺乏大量科學(xué)研究的情況下提出了兩個(gè)假設(shè)來(lái)解釋這種技術(shù)成功的原因。第一個(gè)假設(shè)是基于天然裂縫的剪切應(yīng)
6、力和正應(yīng)力作用而提出的。通過(guò)這一假設(shè)可知，當(dāng)縫面受到剪切力作用而偏離了它們的初始位置時(shí)就會(huì)產(chǎn)生粗糙縫面。此外，當(dāng)水力裂縫延伸時(shí)會(huì)使原生裂縫及較弱的斷層張開(kāi)，并導(dǎo)致剪切滑移。這種情況在裂縫根端和周圍都可能發(fā)生，會(huì)引起裂縫偏移或是形成新的水力裂縫分支，在原生裂縫附近形成較高的傳導(dǎo)路徑，從而改變?cè)紳B透率。本文在一定程度上大致模擬了這種現(xiàn)象。根據(jù)第二個(gè)假設(shè)，傳統(tǒng)方法中壓裂液返排效率不高。與常規(guī)壓裂相比，水力壓裂能產(chǎn)生一個(gè)可支撐的裂縫長(zhǎng)度。然而，第二個(gè)假設(shè)超出了調(diào)查研究范圍，至少在本次研究中是這樣。壓裂改造
7、油藏、氣藏或是干熱巖地?zé)醿?chǔ)層的最終目的都是為了提儲(chǔ)層滲透率。通常，通過(guò)在油、氣藏儲(chǔ)層中造一條又寬又長(zhǎng)的裂縫來(lái)達(dá)到這一目的，而天然裂縫的存在阻礙了這個(gè)過(guò)程。相反地，干熱巖地?zé)醿?chǔ)層中進(jìn)行水力壓裂改造的主要過(guò)程卻是要形成一個(gè)相互連通的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且涉及到的巖石體積要盡可能大，使熱量的回收率最大化。事實(shí)上，干熱巖地?zé)醿?chǔ)層中存在的大量天然裂縫有助于形成相互連通的裂縫網(wǎng)絡(luò)。因此，大量的天然裂縫是造成常規(guī)水力壓裂失敗的主要原因，卻是干熱巖地?zé)醿?chǔ)層水力壓裂成功的基本因素。如果將干熱巖地?zé)醿?chǔ)層改造的成功經(jīng)驗(yàn)引用到
8、天然裂縫油氣藏中，同樣可以取得成功。本文提出的這一方法很有潛力，能替代石油和天然氣工業(yè)人領(lǐng)域中的增產(chǎn)改造技術(shù)。水力壓裂措施在天然裂縫儲(chǔ)層中成功與否，取決于天然裂縫的參數(shù)（大小、方位、密度等）及初始應(yīng)力條件。此外，壓裂改造的最終效果取決于天然裂縫對(duì)改造壓力和初始地應(yīng)力的整體反應(yīng)。剪切擴(kuò)張作用發(fā)生之前，是否已有天然裂縫發(fā)生了延伸或是改變了初始形狀，這是仍亟待解決的問(wèn)題。此外，還應(yīng)對(duì)裂縫儲(chǔ)層的裂縫網(wǎng)絡(luò)和流體流動(dòng)方式進(jìn)行模擬，以評(píng)價(jià)系統(tǒng)的潛力。因此，需要一種有效的計(jì)算方法把上
