脱砂压裂模型及防砂机理研究

摘要

根据疏松砂岩油藏普遍出砂的生产实际，本文对疏松砂岩油藏脱砂压裂技术进行了广泛调研，并对其基本原理、适用地层性质及技术要求等进行了探讨。脱砂压裂技术与常规压裂技术不同，它要求形成某一脱砂带，以增大缝宽为主同时控制缝长和缝高，从而增大裂缝的导流能力，提高产量。 在分析裂缝的扩展规律和扩展条件的基础上，根据岩石力学、线弹性力学、断裂力学的基本理论，结合脱砂压裂地层条件建立了裂缝的几何模型；结合脱砂压裂的过程，在分析脱砂带形成微观机理的基础上建立了脱砂带几何及力学模型；根据裂缝及脱砂带的形状建立了脱砂带的液体渗流模型。 利用建立的模型，对裂缝、脱砂带的基本尺寸，脱砂带中液体渗流速度、压力梯度及相关影响因素进行了分析与研究；分析了裂缝延伸规律、脱砂带对裂缝扩展的控制机理、油井出砂及脱砂压裂用于防砂的机理。为脱砂压裂技术的进一步发展提供了理论支持。

目录

文摘

英文文摘

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第1章 前言

1.1研究目的及意义

1.2脱砂压裂防砂技术的提出及概述

1.2.1两种压裂的基本原理

1.2.2端部脱砂压裂技术的局限性

1.2.3周边脱砂压裂技术概述

1.2.4脱砂压裂技术适用地层性质及技术要求

1.3脱砂压裂防砂技术的应用

1.4研究内容及技术路线

第2章 裂缝的几何模型

2.1 裂缝扩展概述

2.1.1脱砂前的裂缝三维扩展规律研究

2.1.2裂缝扩展条件

2.2裂缝的几何模型

2.2.1恒缝高裂缝

2.2.2缝高为圆形裂缝

2.3小结

第3章 脱砂带几何及力学模型

3.1脱砂压裂过程

3.2脱砂带形成微观机理

3.2.1砂桥的形成

3.2.2砂拱的形成

3.3脱砂带的几何模型

3.3.1固相颗粒排列模型

3.3.2脱砂带几何模型

3.4脱砂带的力学模型

3.4.1单颗粒力学稳定性模型

3.4.2脱砂带力学稳定性模型

3.5脱砂带的分布特征及其影响因素

3.6小结

第4章脱砂带的液体渗流模型

4.1脱砂带的液体渗流模型

4.1.1裂缝缝高为圆形的单向渗流

4.1.2裂缝缝高恒定的单向渗流

4.1.3裂缝渗流模式为球面流的情况

4.2渗透率突变情况下渗流

4.3考虑液体本身性质的渗流模型

4.4考虑裂缝本身变化的质量守恒

4.5小结

第5章脱砂压裂防砂机理

5.1出砂机理

5.1.1油井出砂影响因素

5.1.2出砂机理

5.2脱砂带的防砂机理

5.3脱砂带对裂缝扩展的控制

5.4小结

第6章脱砂压裂方案设计

6.1脱砂压裂方案设计概述

6.1.1测试压裂

6.1.2脱砂压裂方案设计概述

6.1.3脱砂压裂设计方法及步骤

6.1.4涉及数值的计算

6.2脱砂压裂的要点

6.2.1最佳裂缝导流能力计算

6.2.2裂缝尺寸的检测概述

6.3小结

第7章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间研究成果