同步压裂井间裂缝模拟研究

摘要

随着页岩气、致密油等非常规能源的开发，常规的压裂增产技术难以满足工业生产需求，推动了新型水力压裂技术的发展。同步压裂技术是对大致平行的两口或两口以上水平井同时进行压裂改造，其目的是在储层中产生更大压力，从而增加水力裂缝网络的密度，创造更复杂的裂缝网络系统。
　　本文充分调研了国内外同步压裂技术理论和应用现状，以边界元法和岩石断裂力学理论为基础，建立了多裂缝同时扩展的二维平面模型，编写了多裂缝同时扩展计算程序。根据目标区块数据，对比研究了单井两簇压裂和两口井同步压裂时水力裂缝的相互作用、天然裂缝与水力裂缝的相互作用。接着对影响同步压裂裂缝延伸形态因素：压裂缝内净压力、压裂缝之间的距离、两口水平井之间的距离和地应力差进行分析，探索同步压裂裂缝延伸规律。
　　结果发现，对于均质、各向同性地层，水平井两簇压裂时水力裂缝相互排斥远离，随着裂缝延伸两条裂缝之间的横向距离逐渐增大，裂缝之间的剪切作用较弱，不能诱导缝间天然裂缝延伸；两口井同步压裂时两条裂缝相互吸引靠近，随着裂缝延伸两条裂缝之间的横向距离逐渐减小，裂缝间形成较大应力改变区，能很好的诱导缝间天然裂缝延伸、转向。研究证明同步压裂有利于裂缝延伸偏转，沟通天然裂缝形成复杂裂缝网络。同步压裂时，裂缝内净压力和地应力差决定了裂缝是否偏转以及偏转程度，缝间距和井间距决定了裂缝是否相互作用以及相互作用影响范围。
　　该研究探讨了同步压裂形成复杂缝网的机理，分析了不同因素对裂缝延伸形态的影响，对实际压裂施工设计提供了理论依据和参考指导。

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第一章 绪论

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3同步压裂技术应用现状

1.4目标区块概况

1.5研究内容与技术路线

第二章 同步压裂裂缝扩展理论基础

2.1位移不连续边界元法

2.2水力裂缝扩展基本理论

2.3同步压裂裂缝扩展计算流程

2.4本章小结

第三章 同步压裂裂缝扩展基本模型

3.1模型建立

3.2模型验证

3.3本章小结

第四章 同步压裂形成复杂裂缝研究

4.1压裂缝相互作用研究

4.2天然裂缝与压裂缝相互作用研究

4.3本章小结

第五章 影响同步压裂裂缝形态因素分析

5.1缝内净压力

5.2缝间距

5.3地应力差

5.4井间距

5.5本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文