資源描述：
《水力壓裂力學(xué)-1.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、個(gè)人簡(jiǎn)歷2011.8水力壓裂力學(xué)單文文（教授級(jí)高級(jí)工程師）水力壓裂力學(xué)1緒論2巖石力學(xué)3流體力學(xué)與流變學(xué)4水力壓裂模擬5壓裂液與支撐劑6水力壓裂設(shè)計(jì)7水力裂縫測(cè)試技術(shù)一、緒論1水力壓裂是一項(xiàng)永遠(yuǎn)的增產(chǎn)技術(shù)2水力壓裂過(guò)程：泵注具有一定粘性的壓裂液，在井筒附近的儲(chǔ)層內(nèi)形成高壓，劈開(kāi)地層形成裂縫并使之延伸；繼續(xù)注入混有支撐劑的攜砂液，支撐劑運(yùn)移到裂縫前端；施工結(jié)束后，壓裂液化學(xué)破膠，成低粘狀態(tài)，返排到地面；地層中留下了一條由支撐劑的高導(dǎo)流能力的裂縫通道。3水力壓裂過(guò)程亞裂施工現(xiàn)場(chǎng)一、緒論3水力壓裂發(fā)展：有60多年的發(fā)展歷史，大致分為三個(gè)階段①20世紀(jì)40年代末到
2、60年代中期水力壓裂作為油井增產(chǎn)技術(shù)逐步得到發(fā)展，研究壓裂工藝和改進(jìn)壓裂材料的質(zhì)量及開(kāi)發(fā)化學(xué)劑。②20世紀(jì)70年代到80年代末發(fā)展了大型水力壓裂技術(shù)，開(kāi)發(fā)了壓裂酸化設(shè)計(jì)的各種數(shù)學(xué)模型，提出了壓裂力學(xué)的概念，壓裂力學(xué)分析技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，壓裂設(shè)備的發(fā)展。③20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初水力壓裂方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，材料研制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，計(jì)算機(jī)控制得到了進(jìn)一步完善和發(fā)展。6一、緒論4水力壓裂力學(xué)是對(duì)壓裂工程中涉及到的一系列力學(xué)行為的描述。水力壓裂力學(xué)涉及流體力學(xué)（包括滲流力學(xué)）、固體力學(xué)、斷裂力學(xué)和熱力學(xué)。流體力學(xué)描述單相、兩相或三相流體在裂縫中的流動(dòng)（包括在多孔
3、介質(zhì)中的滲流力學(xué)）；固體力學(xué)描述由于流體壓力變化引起的巖石變形或開(kāi)裂；斷裂力學(xué)描述水力裂縫端部附近發(fā)生的破壞及裂縫延伸；熱力學(xué)描述壓裂流體與地層間的熱交換。7一、緒論5壓裂工程與油藏工程的關(guān)系油藏研究是水力壓裂改造能否取得經(jīng)濟(jì)效果的重要基礎(chǔ)。主要包括：儲(chǔ)層的構(gòu)造和建筑格架（儲(chǔ)集體的構(gòu)造條件）；儲(chǔ)層物性的空間分布；儲(chǔ)層內(nèi)流體分布及其性質(zhì)。水力壓裂是改造低滲、特低滲油氣藏的重要手段根據(jù)儲(chǔ)層特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的壓裂酸化設(shè)計(jì)與實(shí)施。8截至2009年底，中石油累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量中低滲透儲(chǔ)量占40.6%，探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量中低滲透儲(chǔ)量占78.3%近年新增石油儲(chǔ)量中73
4、%、新增天然氣儲(chǔ)量83%為低滲透年天然氣新增探明儲(chǔ)量變化情況年原油新增探明儲(chǔ)量變化情況水力壓裂力學(xué)1緒論2巖石力學(xué)3流體力學(xué)與流變學(xué)4水力壓裂模擬5壓裂液與支撐劑6水力壓裂設(shè)計(jì)7水力裂縫測(cè)試技術(shù)二、巖石力學(xué)1基本概念①應(yīng)力：作用在單位面積上的力，當(dāng)面積無(wú)限趨于零時(shí)的極限，成為作用在某點(diǎn)的應(yīng)力，應(yīng)力單位是N/㎡，簡(jiǎn)稱(chēng)為Pa（帕）。yxzσyyσxxσzz11二、巖石力學(xué)②應(yīng)變：如果l是兩點(diǎn)之間的原長(zhǎng)，變形后新的長(zhǎng)度為l+Δl，則應(yīng)變定義為：③線彈性：對(duì)線彈性的材料，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系是線性的：E成為彈性模量。12二、巖石力學(xué)2與壓裂力學(xué)有關(guān)的幾個(gè)力學(xué)概念①地應(yīng)力
5、：地殼或巖石圈中存在的應(yīng)力，包括由上覆巖體重力引起的應(yīng)力和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的應(yīng)力兩部分。它決定了外力壓裂裂縫的基本形態(tài)：水平裂縫或垂直裂縫。②地層壓力（孔隙壓力）：地層巖石孔隙所含流體承受的壓力，在油氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中孔隙壓力是變化的。13二、巖石力學(xué)③有效應(yīng)力：作用在巖石骨架（顆粒）上的力。④地層破裂壓力⑤裂縫閉合壓力（閉合應(yīng)力）：開(kāi)始張開(kāi)一條已存在的裂縫所需流體壓力。⑥裂縫延伸壓力⑦瞬時(shí)停泵壓力⑧凈壓力⑨摩擦力：井筒摩阻，孔眼摩阻，裂縫內(nèi)摩阻。14一般地層巖石含有孔隙，孔隙中含有流體，流體承受的壓力稱(chēng)為孔隙壓力。（石油工程中稱(chēng)為地層壓力）在油氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，孔
6、隙壓力是變化的。2.地層壓力（孔隙壓力）巖石力學(xué)性質(zhì)及其對(duì)壓裂工程的影響3.有效應(yīng)力σ’：有效應(yīng)力，作用在巖石骨架（顆粒）上的力σ：地應(yīng)力（總應(yīng)力）Pp:孔隙壓力（地層壓力）α:孔隙彈性系數(shù)，表征孔隙壓力對(duì)總應(yīng)力的反作用程度。巖石力學(xué)性質(zhì)及其對(duì)壓裂工程的影響4.地層破裂壓力使地層產(chǎn)生張性裂縫的壓力如果不考慮液體濾失如果考慮液體濾失σ2：水平最小主應(yīng)力σ1：水平最大主應(yīng)力Pp：地層壓力γ：泊松比T：巖石抗張強(qiáng)度巖石力學(xué)性質(zhì)及其對(duì)壓裂工程的影響5.裂縫閉合壓力（閉合應(yīng)力）：開(kāi)始張開(kāi)一條已存在的裂縫所需流體壓力這壓力和巖層中垂直于裂縫面的應(yīng)力大小相等，方向相反。
7、這應(yīng)力就是地應(yīng)力的最小主應(yīng)力，常常稱(chēng)之為閉合應(yīng)力6.裂縫延伸壓力是指延伸一條存在著裂縫所需要的壓力巖石力學(xué)性質(zhì)及其對(duì)壓裂工程的影響7.瞬時(shí)停泵壓力（ISIP）：是指水力壓裂停泵時(shí)刻的壓力8.凈壓力是指水力裂縫內(nèi)流體壓力高于閉合壓力的部分即Pn=Pf-PcPn：凈壓力，Pf：裂縫內(nèi)凈壓力，Pc：閉合壓力9.摩擦力井筒摩阻，孔眼摩阻，裂縫內(nèi)摩阻巖石力學(xué)性質(zhì)及其對(duì)壓裂工程的影響二、巖石力學(xué)3地應(yīng)力場(chǎng)：地應(yīng)力是深度、巖性、孔隙壓力、結(jié)構(gòu)以及構(gòu)造形式的函數(shù)，包含了地應(yīng)力大小與地應(yīng)力方向。①垂向應(yīng)力②水平應(yīng)力ρ：巖石密度；γ：泊松比；p：孔隙壓力；α：孔隙彈性系數(shù)20
8、二、巖石力學(xué)③地應(yīng)力測(cè)試技術(shù)a.長(zhǎng)源距聲波測(cè)井方法利用長(zhǎng)源距聲波測(cè)
