裂缝网络

摘要： 如何合理表征三维人工裂缝形态及延伸范围以及模拟压后复杂缝网产能特征是论证、评价页岩气立体井网开发效果的关键。为此,以川南地区页岩气为对象,基于三维地质模型、天然裂缝模型和地质力学模型,模拟了人工裂缝形态及其与天然裂缝的空间配置关系,分析了三维人工裂缝在缝长和缝高方向的延伸规律,然后根据压后复杂裂缝网络形态,设计了同层井网、立体井网等不同的井网部署模式,使用嵌入式离散裂缝模型耦合数值模拟器模拟了立体井网全生命周期内各气井的生产动态,并结合智能化历史拟合技术反演获得了给定井网结构下的裂缝网络参数。研究结果表明:(1)人工裂缝在高度方向上延伸受到明显抑制,限制了同层井网对于纵向储量的控制程度;(2)立体井网在提高储量整体动用程度的同时降低了平面井间干扰强度,为井距缩小提供调整空间;(3)以裂缝压窜和井间压力干扰为判别机制,通过厘清人工裂缝与立体井距配置关系可以获得最优配置模式,从而进一步提高立体井网开发效果。结论认为:(1)川南地区页岩气适宜采用错层开发的小井距模式,该模式易形成“短缝长、低缝高”的造缝效果,井组采收率预计可提高5%~10%;(2)该方法可较好地评价页岩气立体井网开发效果,为页岩气藏(井)产能的高效评价和开发技术政策优化提供了技术支撑。

摘要： 为了探究主次裂缝不完全相交条件下支撑剂在裂缝网络中的分布特征,文中设计了“上浮式”和“下沉式”2种类型的缝网结构。在考虑支撑剂、携砂液及支撑剂颗粒间相互作用的基础上,建立了支撑剂在复杂裂缝网络中的运移模型,并分析了主次裂缝相交长度及次级裂缝位置对支撑剂在缝网中分布的影响。数值模拟结果表明:对于“上浮式”裂缝网络,由于主裂缝中携砂液自下而上向二级裂缝分流,有效地减缓了主裂缝中支撑剂的沉降速度,改善了其中支撑剂的分布状态;在“下沉式”裂缝网络中,主裂缝内携砂液向下分流不利于支撑剂在主裂缝中的铺置,且二级裂缝中支撑剂多集中分布在主裂缝正下方的区域。在“上浮式”和“下沉式”裂缝网络中支撑剂的整体填充比例均随着二级裂缝到主裂缝入口距离以及上浮或下沉距离的增加而增加。

摘要： 为确定致密砂岩储集层中天然裂缝在水力压裂裂缝网络形成中的作用,采用渗流-应力-损伤耦合方法建立数值模型,并运用Monte-Carlo模拟方法,在数值模型中生成裂隙网络模型,研究天然裂缝方向、天然裂缝强度、水平主应力差、压裂液注入速率以及压裂液黏度对水力压裂裂缝延伸规律的影响。结果表明,天然裂缝与最大水平主应力夹角为30°~60°时,形成的水力压裂裂缝最为复杂。天然裂缝强度增大不利于分支裂缝和转向裂缝的产生,低水平主应力差条件下,天然裂缝展布方向主导水力压裂裂缝的延伸;在高水平主应力差条件下,应力主导裂缝网络的延伸;当水平主应力差为3.0~4.5 MPa时,水力压裂裂缝复杂程度最高,延伸范围最大。增大压裂液注入速率,会促进复杂水力压裂裂缝网络的形成;适当提高压裂液黏度,可以促进裂缝的扩展,但是当黏度过高时,裂缝仅在射孔周围有限范围内形成复杂裂缝网络。

摘要： 秦皇岛29-2区块具有油藏储层物性差和渗透率低等特点,针对低渗油藏水平井压裂对导流能力和储层改造体积的影响,使用Meyer压裂软件进行压裂缝长优化和储层裂缝网络改造。秦皇岛29-2-X井开展了缝网压裂模拟表明:裂缝导流能力随着缝长的增加而逐渐增加,无因次导流能力随着缝长的增加而逐渐减小,综合分析该井的最优裂缝长度为150 m较合适,压裂后储层的导流能力由8 mD·m逐渐上升到80 mD·m;同时,通过对主、次裂缝组成的裂缝网络进行分析,在短、长轴比为0.5的条件下,簇间距越小,获得的压裂改造体积越大,最后得出该井的最优簇间距为10~15 m,此时的储层改造体积达到了5.585×10^(6)m^(3)。通过压裂改造后,秦皇岛29-2-X井近10年内的累计油气产量由之前的3.56×10^(3)m^(3)上升到7.3×10^(3)m^(3),增产效果明显。

摘要： 滑溜水压裂是非常规油气资源开采中采用的新兴增产措施,该技术能够使岩石产生细而长的裂缝,这些裂缝与先前存在的天然裂缝相连,生成复杂的裂缝网络,进而实现增产。支撑剂的分布对滑溜水压裂效果影响显著,研究支撑剂的运移规律和铺设位置十分重要。通过实验主要研究了分支缝夹角、支撑剂尺寸、支撑剂流动切向速率对支撑剂在缝网中的运移规律影响。由实验结果可知,在注入过程中入口侵蚀区域及砂床长度均与剪切速率成正相关,平衡时砂床高度随剪切速率的增加和支撑剂的粒径减小而降低,同时,随着剪切速率的增加以及分支缝与主裂缝夹角的减小,支撑剂在分支缝中的位置更加密集。

摘要： 合理开发利用干热岩热能是我国新能源开发的一项重要技术,其开发过程可以利用多物理场耦合理论进行模拟解析,用以提高热能的开采效率.本文通过介绍干热岩热储层裂缝网络模拟解析模型,对干热岩开采系统的各种因素和参数之间的影响进行浅析.结果表明,裂缝开度对热能开采影响较大;选取合理的注入量才能做到热能开采的最优化;液流热突破时间不受注入温度的影响.

摘要： 使用嵌入式离散裂缝建模(EDFM)方法优化具有复杂裂缝系统的油藏的数值模拟,完善了前人的Eagle Ford页岩油综合描述技术.根据裂缝支撑类型对具有100 000多个裂缝面的复杂裂缝系统进行分类后,对井底流压进行了历史拟合,对油田产量进行了预测,以更深入地了解复杂裂缝支撑效果对产量的影响.在为不同支撑类型裂缝组分配不同的压实曲线后估算的压降表明,如果采用EDFM方法而不是非结构网格方法进行裂缝建模和筛选,裂缝模型表达更精确,有效波及面积可能会小于非结构网格方法.方法优化后,能够将EDFM与第三方裂缝扩展模拟器自动耦合,同时考虑支撑剂强度沿复杂裂缝系统的变化.该方法能够从裂缝评价和多个全井眼的拟三维裂缝扩展结果中准确地模拟复杂的裂缝延伸和井间干扰,从而更准确地评价完井效果.

摘要： 通过压裂形成的复杂裂缝网络是提高致密油气藏产能的关键措施.采用真三轴实验系统对鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组油页岩试件进行水力压裂物理模拟实验,并对压裂前后试件的裂缝网络进行三维CT重构.基于分形理论和数字图像处理技术,对室内水力压裂前后裂缝网络的复杂性进行研究.结果表明,基于立方体覆盖法压裂前后裂缝网络的分形维数变化率为0.45％～3.64％.分形维数变化率与水平应力比之间始终存在负相关关系.然而,在不同压裂液黏度下,分形维数变化率先增大后减小,在黏度为5.0 mPa·s时分形维数变化率最大.在较低的水平应力比和相对较低的压裂液黏度下,更容易形成复杂的裂缝网络,而过低或过高的压裂液黏度均限制了复杂裂缝网络的形成.

摘要： 超临界CO2压裂作为新兴渗透率强化技术以其对煤岩储层独特的物理化学力学特性改造,以及对储层近乎零损伤的特点受到了研究者的广泛关注.本文通过分析对比不同压裂介质作用下煤岩体的起裂压力与时间、裂缝扩展规律及渗透率变化,结果发现,水力压裂的裂缝扩展形式单一;液态CO2压裂的衍生裂隙发育程度不高;超临界CO2压裂形成的层理裂隙与衍生裂隙复杂程度高.特别地,超临界CO2压裂煤体起裂压力比水力压裂低约39.48％,起裂时间是水力压裂的1.2倍以上,渗透率变化量是水力压裂的3倍左右.总体而言,超临界CO2对煤储层的物理化学及力学特性的改造,为煤储层致裂增渗、增产煤层气理论与技术取得突破性进展提供了新思路与方法.

摘要： 针对页岩油压裂井普遍采用焖井投产的压后生产管理制度,提出一套井筒-裂缝网络-基质油水两相流动耦合的焖井压降模型.模型考虑了压裂停泵后的井筒续流、缝网窜流、基质渗吸换油效应,模拟获得的压降导数双对数曲线呈现出"W"型的形态特征,反映了井筒-裂缝网络-基质间的油水置换规律,并按照焖井时间顺序被划分为8个主控阶段.研究表明:焖井压降初期井筒续流占主导;焖井压降早期受裂缝系统窜流和滤失控制,裂缝持续闭合;焖井压降中期为基质渗吸换油控制阶段,压裂液滤失与基质换油逐渐平衡;焖井压降晚期为油藏边界控制阶段,压裂液滤失速度与换油速度同步下降直至为零.选取新疆吉木萨尔页岩油储集层5口典型井开展焖井压降数据拟合,反演出主裂缝半长、导流能力和次级裂缝密度等缝网参数,并计算出基质渗吸量和裂缝换油量,为综合评价页岩油水平井压裂改造效果、认识压后储集层油水置换规律提供了理论依据.

摘要： 现场调查表明,砂质纹层、凝灰质纹层和天然裂缝广泛地存在于陆相页岩储层中.本文对鄂尔多斯盆地页岩储层中的纹层和天然裂缝进行了多尺度研究,并构建了三维地质结构模型.首先,基于二维裂缝现场调查,利用蒙特卡罗模拟方法建立了研究区域的三维裂缝网络模型.然后通过多种观测手段获得由宏观尺度到微观尺度的纹层结构特征.对多尺度纹层厚度的统计分析表明,米级、分米级、厘米级、毫米级和10微米级等不同研究尺度下的纹层平均厚度分别为2.26m,2.09dm,1.70cm,1.48mm和11.7μm,呈现出分形特征,分形维数为1.06;不同研究尺度下的单层厚度均服从负指数分布规律,即各研究尺度下厚度越大的纹层,其层数越少,反之越薄的纹层其数量越多.最后,根据上述纹层平均厚度及概率分布函数特征,建立了页岩的多尺度纹层结构模型,并将其叠加在裂缝网络模型上,生成不同尺度下的页岩三维地质结构模型.模型输出的裂缝、纹层参数与研究区域的真实地质参数有着较好的对比验证.这项研究工作可为页岩气储层的水力压裂数值模拟和物理模型试验提供更可靠的地质模型.

摘要： 作为裂缝网络型多孔介质渗流特性研究的基础,本文忽略了母体材料的渗流影响,主要讨论了分形分叉网络模型的渗流特性,其中包括压力、流量、阻力和渗透率等输运参数与裂缝网络结构、孔隙率的关系,给出了显式表达式.并给出了这些输运参数与裂缝网络结构的标度关系.

摘要： 目前在川渝页岩气井压裂改造过程中经常出现井下复杂,导致无法按地质设计进行有效分段,出现丢段现象,严重影响井的产量,同时在页岩气井压裂过程中某些层段改造体积偏小或裂缝网络复杂程度不够,导致改造效果不理想,因此在页岩气井压裂改造过程中有必要采取转向压裂技术措施,来应对井下复杂导致的丢段现象、增加缝网复杂程度和改造体积.本文通过对目前在川渝地区页岩气井压裂改造中采用的转向压裂技术进行归纳分析,分析了不同转向压裂技术的工艺原理、技术特点和应用情况,为在今后的页岩气压裂改造中合理选择应用转向压裂技术提供了选择依据和技术指导.

摘要： 水力压裂过程中,在天然裂缝、沉积层理不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移的综合作用下,形成天然裂缝、沉积层理与人工裂缝相互交错的裂缝网络.研究表明岩石的损伤断裂可以用分形描述,裂隙或宏观断裂都具有分形特征.利用分形方式描述压裂后形成的缝网能够更加贴切的反映裂隙分布规则和改造程度.针对页岩储层的"可压性评价"并非指"是否适合压裂",而是在压裂的前提下,评价水力裂缝网络形成的难易程度,对能否有效开展"体积压裂"进行论证,目前国内外还没有统一的可压性评价方法.

摘要： 油页岩原位开采的关键问题是提高油页岩岩层的渗透性,而对油页岩层进行水力压裂是提高油页岩层渗透性的最有效的手段之一.本文使用自主设计的大尺寸三轴水力压裂实验台对桦甸地区三种不同埋藏深度(200m、500m、750m)的油页岩进行了水力压裂模拟实验,得出了三种埋藏深度下的破裂压力,并与理论计算值进行了比较.研究发现,随着埋藏深度的增加,油页岩层的破裂压力呈线性增加.而且三向应力差异较小时,更容易在油页岩中出现裂缝网络.

摘要： 本发明提出一种基于深度卷积神经网络的公路路面图像裂缝几何属性检测与裂缝识别方法，首先针对现有路面裂缝检测方法对裂缝表达存在的局限性，提出了新的基于几何属性的裂缝表达方式，可表达图像中相关区域内裂缝的位置、延伸方向与长度等几何属性。新的裂缝表达方法显著提升了裂缝图像的标注效率，提升了标注的一致性，并具有对裂缝识别功能，还具有较高的面积与位置检测精度。进而，本发明提出了基于深度卷积神经网络，搭建了深度裂缝几何属性检测网络，设计了新的损失函数，使得网络可以预测裂缝的几何属性，并根据裂缝几何属性即可将裂缝分为横纹、纵纹与龟裂三类。本发明为公路路面图像裂缝检测与识别提供了一种新的思路、新的技术途径和方法。

摘要： 本发明公开基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法，包括以下步骤：根据地层天然裂缝前期认识及岩心裂缝统计分析获取地层天然裂缝分布规律及特征参数，并基于此建立天然裂缝离散裂缝网络模型；设置水力压裂裂缝，确定裂缝网络中裂缝的相交关系及交点坐标；根据复杂网络理论将实际裂缝网络转换为复杂网络对偶拓扑图，并计算复杂网络的评价性指标，实现对裂缝网络连通性的评价；改变水力压裂裂缝参数，得到不同水力裂缝方案的评价指标，对比不同方案的评价指标，实现水力裂缝位置、缝长等裂缝参数的优化。本发明能够有效评价地层裂缝网络的连通程度并实现水力压裂裂缝参数的优化，对于油气田增产改造方案的制定具有一定指导作用。

摘要： 本发明涉及石油工程领域，具体公开主裂缝缝内开启多级人工分支裂缝网络的体积压裂方法。该方法的核心思想是通过智能暂憋剂有控制的在主裂缝缝内预设靶向部位形成暂憋段，在暂憋作用下主缝缝内压力逐渐提高直至开启人工分支裂缝，然后在人工分支裂缝扩展转向至主裂缝方向之前，暂憋段智能自动解除暂憋作用，从而避免分支裂缝过度延伸，然后主缝继续扩展延伸而压裂液中的后续智能暂憋剂跟进，在主缝预设的下一部位再次暂憋造人工分支裂缝。通过暂憋剂这样接力式的智能暂憋‑智能解憋造人工分支裂缝，使得主裂缝压裂完成的同时多级人工分支裂缝造缝同步完成，最终实现储层主裂缝扩展同步开启缝内多级人工分支裂缝网络体积压裂改造的目的。

摘要： 本发明提供一种致密油气储层三维离散裂缝网络裂缝相交检测方法及系统，所述的方法包括：针对每一个裂缝多边形，生成对应的包围盒，并通过投影法和相交运算法过滤得到相交的包围盒对，进而初步确定相交裂缝对；利用内积法剔除初步确定的相交裂缝对中部分不相交的裂缝对，得到粗精炼后的相交裂缝对；通过两裂缝多边形的交点位置关系来得到细精炼后的相交裂缝对，并根据交点位置关系确定相交裂缝对的交线。本发明采用包围盒以及投影法、相交运算法等对初步判定的相交裂缝对进行过滤，过滤掉明显不相交的裂缝对，对于致密油气储层三维离散裂缝网络中了解裂缝的相交情况，节约了大量的运算时间，提高了裂缝相交的检测效率。

摘要： 本发明公开基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法，包括以下步骤：根据地层天然裂缝前期认识及岩心裂缝统计分析获取地层天然裂缝分布规律及特征参数，并基于此建立天然裂缝离散裂缝网络模型；设置水力压裂裂缝，确定裂缝网络中裂缝的相交关系及交点坐标；根据复杂网络理论将实际裂缝网络转换为复杂网络对偶拓扑图，并计算复杂网络的评价性指标，实现对裂缝网络连通性的评价；改变水力压裂裂缝参数，得到不同水力裂缝方案的评价指标，对比不同方案的评价指标，实现水力裂缝位置、缝长等裂缝参数的优化。本发明能够有效评价地层裂缝网络的连通程度并实现水力压裂裂缝参数的优化，对于油气田增产改造方案的制定具有一定指导作用。

摘要： 本发明涉及一种天然裂缝网络对水力裂缝干扰的岩样制作以及实验方法，其技术方案是：首先方形模具制作子岩块，然后将子岩块按照一定的排列方式放入到大岩心的模具中，子岩块之间通过环氧树脂等胶进行粘合，大岩心与模具之间浇筑混凝土，大模具中心位置放置压裂管，压裂管周围同样浇筑混凝土，形成真三轴水力压裂实验试件。其有益效果是：利用水泥基复合材料制作的子岩块通过粘合成类似魔方的实验岩样来模拟地下天然裂缝网络，利用压裂管模拟井筒的效果，利用真三轴实验装置来进行水力压裂来模拟地下三维应力，以用来研究水力压裂过程中天然裂缝网络对水力裂缝的干扰作用。本发明解决了真三轴水力压裂试件无法模拟存在天然裂缝网络的问题。

摘要： 本公开提供了一种水力裂缝缝长的预测方法、裂缝网络建模的方法及装置。预测方法包括：S1、获取微震事件的时空分布，并根据微震事件的震源机制信息确定裂缝网络连接准则，进行水力裂缝解释，以生成水力裂缝网络模型，并获得主缝和/或支缝的位置及裂缝长度；S2、在生成水力裂缝网络模型的基础上，提取主缝和/或支缝事件点的三维地震属性；以及S3、在完成三维地震属性提取的基础上，利用贝叶斯定理进行水力裂缝缝长预测。本公开能够准确地描述复杂的水力裂缝网络，并且不仅对微地震事件发生的区域有较好的解释，还能够外推到其它没有微地震事件的区域，对下一步压裂作业产生实质性指导。

摘要： 本发明涉及石油工程领域，具体公开主裂缝缝内开启多级人工分支裂缝网络的体积压裂方法。该方法的核心思想是通过智能暂憋剂有控制的在主裂缝缝内预设靶向部位形成暂憋段，在暂憋作用下主缝缝内压力逐渐提高直至开启人工分支裂缝，然后在人工分支裂缝扩展转向至主裂缝方向之前，暂憋段智能自动解除暂憋作用，从而避免分支裂缝过度延伸，然后主缝继续扩展延伸而压裂液中的后续智能暂憋剂跟进，在主缝预设的下一部位再次暂憋造人工分支裂缝。通过暂憋剂这样接力式的智能暂憋‑智能解憋造人工分支裂缝，使得主裂缝压裂完成的同时多级人工分支裂缝造缝同步完成，最终实现储层主裂缝扩展同步开启缝内多级人工分支裂缝网络体积压裂改造的目的。

摘要： 本发明提供一种致密油气储层三维离散裂缝网络裂缝相交检测方法及系统，所述的方法包括：针对每一个裂缝多边形，生成对应的包围盒，并通过投影法和相交运算法过滤得到相交的包围盒对，进而初步确定相交裂缝对；利用内积外积法剔除初步确定的相交裂缝对中部分不相交的裂缝对，得到粗精炼后的相交裂缝对；通过两裂缝多边形的交点位置关系来得到细精炼后的相交裂缝对，并根据交点位置关系确定相交裂缝对的交线。本发明采用包围盒以及投影法、相交运算法等对初步判定的相交裂缝对进行过滤，过滤掉明显不相交的裂缝对，对于致密油气储层三维离散裂缝网络中了解裂缝的相交情况，节约了大量的运算时间，提高了裂缝相交的检测效率。

摘要： 提供一种在具有裂缝网络的井场执行压裂操作的方法。该方法包括获得井场数据和地质力学模型，并且生成裂缝网络随着时间变化的水力压裂裂缝生长模式。所述生成包括：使水力压裂裂缝从井眼延伸并进入地下地层的裂缝网络中，以形成水力压裂网络；在延伸后确定水力压裂参数；确定支撑剂通过水力压裂网络的传输参数；以及从水力压裂参数、传输参数和地质力学模型确定水力压裂裂缝的裂缝尺寸。该方法还包括在水力压裂裂缝上执行应力投影，以确定不同深度处的裂缝之间的应力干涉，并且基于所确定的应力干涉重复所述生成。该方法还可以包括确定交叉特性。