流量对花岗岩水力压裂起裂压力的影响

为了研究压裂液注入速度对水力压裂起裂压力的影响,采用大尺寸真三轴试验机进行了鲁灰花岗岩三轴应力状态下在注入流量分别为2 mL/min和20 mL/min时的水力压裂试验。结果表明:裂隙的起裂及扩展方向与最小主应力作用方向相垂直;注入流量越大,试样的破裂压力越大;采用水力压裂测量地应力时应考虑注入流量的影响。裂缝的延伸方向与3个主应力的作用方向有关;在不考虑试件内部原生裂隙的条件下,泵注流量越大,试件的起裂压力越小。     

水力压裂对瓦斯压力的影响效果研究

在高瓦斯矿开采工作面,瓦斯压力对注水水头压力的选取有较大影响,利用RF-PA2D对水力压裂工作面进行建立模型,以现场实验数据进行数值模拟研究,获得合理的注水参数,提高煤层压裂效果.     

煤储层水力压裂破裂压力影响因素数值模拟研究

为提高煤层气井的压裂效率,通过利用ANSYS有限元软件,模拟了煤层气井压裂过程中的降低煤层破裂压力的各种途径和方法,研究建立了套管射孔完井的应力计算模型,并计算了模拟煤岩破裂压力,分析了射孔长度、孔径、煤岩的泊松比与杨氏模量、地层深度等对煤岩破裂压力的影响。模拟结果表明,当射孔长度和射孔孔径分别控制在1 m左右和15 mm左右的情况下,有利于降低煤岩的破裂压力;较低的煤岩泊松比在一定程度上有利于减小破裂压力;煤岩杨氏模量对破裂压力的影响不大;而煤层的深度越大,其破裂压力受水平主应力差的影响越小。     

岩体水力定向压裂技术的研究

水力压裂是高效破岩技术之一,在煤岩层增透、卸压控制等方向应用较多。但是,目前煤岩体定向压裂控制方向的研究相对较少。为突破常规煤岩体压裂限制,本文研究水力破岩压裂技术的可控性及适用性。为分析水力压裂的定向控制性,开展了理论和数值分析,理论分析和数值分析结果相一致,在λ<1时,起裂、扩展压力随λ增加而增加,在λ>1时起裂压力、扩展压力随λ增加而减小,主裂纹沿最大主应力方向扩展;在近似等围压条件,定向控制裂纹可以引导和控制破岩主裂纹的扩展,且定向控制裂纹与最大主应力的方位角越小,定向控制裂纹对主裂纹引导作用越明显。基于理论和数值分析结果,可知水力定向压裂技术具有较好的应用价值。     

泵流量对纵向切槽水力压裂裂缝偏转的影响规律研究

采用ABAQUS软件,建立了纵向切槽水力压裂裂缝扩展的有限元二维模型,分析了不同泵流量条件下纵向切槽水力压裂裂缝扩展规律。研究表明:裂缝开裂初期,受地应力差的影响,裂缝很快转向最大主应力方向;随着泵流量的大幅增加,裂缝的偏转情况得到减缓,曲率半径增大,偏转距明显增加,流量在120L/min以内时,增长速度较快;目前常用注水泵流量为90L/min,其裂缝偏转距为4.05m。结论对于实际的钻孔距设计和注水泵选取具有参考意义。     

泵注排量对煤储层水力压裂影响的试验研究

为了研究煤储层中单孔不同压裂液排量、不同压裂次数对水力压裂效果的影响机理,运用水力压裂试验装置和压裂泵,以相似材料试件为压裂对象,开展了变压裂液排量、不同压裂次数条件下的水力压裂试验。试验结果表明,压裂液泵注排量越大,破裂压力越大,破裂时间越小,水力裂缝与出水孔间的夹角越大;在进行第1次压裂时,水力裂缝形态呈椭圆状,第2次压裂时裂缝的扩展路径与试件内部缺陷、破裂面特征息息相关。     

压裂过程中储层压力场变化对水力裂缝扩展的影响

非常规油气资源开发过程中,通过水力压裂形成复杂裂缝网络是实现高效开发的关键技术之一,压裂过程中储层压力场的变化对裂缝扩展具有重要影响。本文基于扩展有限元理论,建立耦合损伤-滤失-应力的水力压裂裂缝动态扩展模型,研究储层压力分布对同步压裂和顺序压裂过程中裂缝动态扩展、起裂压力和延伸压力影响,对比了不同储层压力增量条件下水力裂缝偏转程度和压力变化情况。研究结果表明:(1)压裂液滤失诱发的局部孔隙压力增加会引起储层压力场发生变化,使得水力裂缝在延伸过程中的偏转程度增加,同时水力裂缝的延伸压力和起裂压力也会增加,算例显示裂缝的起裂压力和延伸压力将分别增加27.49%和27.58%;(2)对比同步压裂和顺序压裂下裂缝扩展动态,发现采用顺序压裂时裂缝偏转程度更大,且裂缝延伸压力更高。研究成果可为致密砂岩储层的有效开发提供理论依据和技术支持。     

相似材料中煤粉粒径对水力压裂影响的试验研究

为了研究相似材料中煤粉粒径的选取对水力压裂效果的影响,运用室内水力压裂试验系统,以不同粒径煤粉成型的试样为压裂对象,在同应力同压裂液排量的条件下,开展了水力压裂试验。研究结果表明,煤粉粒径越大,成型的试样的破裂压力越大,破裂区域越大,水力裂缝扩展路径越平直。煤粉粒径越小,试样压裂时水力裂缝的扩展易受到煤粉的作用,扩展路径变得复杂。     

注水压力对低透气性煤层水力压裂增透效果影响研究

对于低透气性煤层瓦斯瓦斯抽采难度加大问题,采用了水力压裂对煤层进行增透,与之同时,水力压裂中注水压力是一个控制压裂效果的关键参数之一。采用数值模拟方研究平煤十二矿己15-31040工作面煤巷条带区域注水压力煤层水力压裂效果的影响。从模拟结果可以看出,随着注水压力的增加,压裂影响半径亦随之增大。当注水压力增大到一定范围,注水压力的增大对压裂增透效果的影响意义不大。将数值模拟结果应用于现场实际工程中,在压裂施工中,未发生压裂事故,而且巷道顶板保持完好。压裂后本煤层瓦斯衰减系数原始区域减小了13.3倍,透气性系数比原始区域增大了21.2倍,而且与之同时,煤层进行水力压裂后,瓦斯抽采浓度和纯量大幅度提升,单孔抽采浓度和纯量为未压裂区域的2.94倍及13.5倍,压裂增透效果明显。     

室内水力压裂法测试岩体临界破裂压力及阻水系数

阻水系数是表征单位底板隔水岩层平均阻水能力的指标,是水体上采煤中用以留设安全煤岩柱的重要参数,过去通常是采用现场钻孔的水力压裂试验、压水串通破坏试验或室内大尺寸的水力压裂试验进行测量.该研究采用MTS电液伺服岩石力学试验系统模拟三向围压(σ2=σ3)水力压裂试验,测量小尺寸岩体的临界破裂压力及阻水系数,并获得了较理想的试验结果.     

不同倾角煤层下水力压裂影响分析

根据穿层钻孔水力压裂作用机理,运用数值模拟试验方法,对不同倾角煤层对水力压裂的影响进行模拟分析,结果表明:煤层的主要破坏都是沿着煤岩交界面的,裂隙沿着煤层倾向发展延伸。不同的煤层倾角,达到最佳裂隙发育的注水压力也不相同,随着煤层倾角增大而减小,达到一定值后又随着煤层倾角的增大而增大。对于倾角大的煤层最小应力趋于平缓,煤层破裂裂隙分布较广。     

煤岩拟三轴水力压裂实验研究

为了更深入地研究煤岩水压致裂机理,首先对MTS815.02电液伺服岩石力学实验系统进行改造;利用煤粉、水泥和石膏不同的配比制作相似材料,对型煤试件和原煤试件进行了拟三轴水压致裂实验,并与现场压裂数据进行了比较分析。结果表明：合理的材料配比为煤∶水泥∶石膏=1.5∶1∶1;裂缝总是沿地应力最大的方向扩展,且裂缝表面特征对...     

地应力对水力压裂效果的影响

针对地应力对深部裸眼井水力压裂效果的影响,基于ANSYS有限元分析软件和弹性力学的知识,建立了裸眼完井的2种有限元计算模型,并对其进行了基于弹性力学的理论计算。结果表明,随着地应力的增加,井筒附近的拉应力逐渐减小,从而导致水力压裂裂纹的起裂难度增加;地应力对水力压裂的裂纹影响还表现在起裂位置和裂纹发展方向上。     

水力压裂裂缝效果影响因素研究

为使现场煤层气开采效率达到较高水平,利用设计的软件,将水力压裂拟三维数学模型转化为计算机语言。基于完井过程的实时监测数据研究水力压裂过程中滤失参数、杨氏模量、地面排量等重要因素对裂缝长度、高度的影响,通过调节相关参数分析对裂缝缝长和缝高的控制影响,实验结果可有效预知压裂效果,在选取压裂技术方面有着重要的指导意义,可以为煤层气有效开采及开采技术优化提供参考。     

地应力及原生裂隙对水力压裂起裂方向和起裂压力的影响

在理论计算水力压裂起裂压力和起裂方向的基础上,利用应力-渗流耦合数值模拟方法,研究了地应力和原生裂隙对水力压裂过程中裂纹起裂和扩展的影响,得出了起裂压力和扩展压力随侧压系数的变化趋势;对比分析了不含预制裂纹和含预制裂纹压裂模型的起裂压力和方向;探讨了含裂纹模型起裂转向的临界应力条件;最后,通过应力分析阐述了地应力和原生裂隙对水力压裂起裂的影响机理。     

农安油页岩水力压裂模拟及实验研究

裂隙的数量和尺寸会影响油页岩原位开采的成本与效率,开采前需对油页岩进行水力压裂来建立或扩展裂隙,而压裂过程中的破裂压力是一个重要的参数。以农安矿区油页岩为研究对象,数值计算了其射孔完井下的水力压裂的破裂压力并采用真实破裂过程分析软件(二维渗流分析版)对水力压裂过程进行数值模拟,得到油页岩破裂压力。同时对该矿区油页岩压裂进行了实验对比,验证了数值模拟的有效性。对比结果表明模拟值、实验值较计算值均偏大。     

对水力压裂裂隙中压力突然外泄的模拟

<正>提出了当压力突然外泄时,对流量、应力状态及地震情况进行数学模拟的计算方法和结果。首先从用垂直钻孔进行水力压裂形成的直角裂隙以及在裂隙中心的垂直面,做了推导和数学表述。由此得出:发生突然外泄时,短期内,在靠近裂隙端部的小区域内,压力分布及液流分布与裂隙长度及供水区域大小无关。     

水力压裂起裂三阶段实验研究

为了揭示水力压裂过程钻孔应变的特征,开展了水力压裂实验,得到结论:水力压裂经历了水气压缩微损伤阶段,弹性变形阶段以及破坏3个阶段。该实验同时显示了水力压裂过程中孔壁存在的2种主要变形,即拉伸变形、压缩变形,并选取了孔壁拉伸变形一侧,理论上解释了出现该现象的力学原理,对于揭示钻孔水力压裂起裂机理有重要意义。     

顶板控制孔导控压裂对松软煤层增透影响的数值模拟研究

在分析顶板控制孔导控压裂卸压及增透原理的基础上,采用数值模拟的方法,开展了顶板控制孔导控压裂对松软煤层增透影响研究,得出了顶板控制孔导控压裂过程中煤岩体的裂隙发展分布规律。研究结果表明,顶板控制孔导控压裂可以有效地增加松软煤层的透气性。     

数值模拟水力压裂裂隙的扩展和增大

文章介绍的数值模拟的水力压裂是采用现代化计算方法,即边界因素法。取得的研究结果是以达到压裂压力后水力压裂发展的始初阶段和以延伸压裂阶段为基础的,其活动范围距钻孔达十几米。取得的结果能够评定很重要的一些指标,如压裂压力和压裂增大的方向。该项工作能够大大地简化图