砂岩储层流固耦合下复压井围岩应力场研究

根据势的叠加原则,确定了重复压裂井周围注/采孔隙压力分布,建立垂直裂缝井孔隙压力变化的耦合数学模型;引入初次人工裂缝内流体压缩系数,建立了初次人工裂缝诱导应力场模型;根据线性叠加原理,计算了重复压裂前总的应力场,为重复压裂应力场重定向提供理论依据.     

垂直裂缝井重复压裂前原地应力场变化研究

重复压裂裂缝起裂和延伸机理是重复压裂研究的重点和难点,初次人工裂缝和生产诱导是应力变化的两个主要原因。研究引起垂直裂缝井重复压裂前原地应力场变化的主要因素,认为重复压裂应优先选择有潜力的未动用小层进行补孔压裂,设计时应充分考虑裂缝的长度及导流能力,以获得更大的泄油面积,使老井获得更好的增产效果。     

重复压裂前储层几种应力场计算模型研究

考虑初次裂缝和注采生产诱导应力对重复压裂应力场重定向的影响,根据势的叠加原则,建立重复压裂井周围孔隙压力诱导模型;引入流体影响因子系数,建立初次人工裂缝诱导应力场模型．对重复压裂前诱导应力应力的计算提供了可靠的理论计算依据．     

基于地应力场的复压造新缝力学条件

重复压裂裂缝的延伸轨迹主要受地层应力场的控制,对于重复压裂地层当前应力场是决定裂缝起裂和延伸的关键条件.本文建立了原始地应力场、初次裂缝诱导应力场、孔隙压力诱导应力场模型,并运用叠加原理,建立重复压裂应力场,给出了裂缝转向的力学条件,通过对实际井的计算得出裂缝的周围应力场分布和裂缝的延伸轨迹.     

多次转向重复压裂技术在低渗透油田老井改造中的应用

低渗透油田经过初次压裂后单井产量逐渐递减,必须依靠重复压裂来提高产量。目前,常规同井同层重复压裂普遍存在增油效果差的问题。多次转向重复压裂技术是通过多次使用高强度暂堵剂临时封堵前次裂缝迫使流体转向来达到压开多条裂缝的新技术。现场试验表明,多次转向形成的多裂缝系统极大地增加了油井的泄油面积,大幅度提高单井产能。     

砂岩储层重复压裂前井眼围岩地应力模型研究

根据势的叠加原则,确定了重复压裂井周围注,采孔隙压力模型;考虑注／采生产初次人工裂缝内充满弱可压缩流体,引入流体弹性系数,建立含弱可压缩流体的初次裂缝诱导应力场模型;根据线性叠加原理,建立重复压裂前井眼围岩的总应力计算模型,并计算实际1口生产井的应力分布．     

八面河油田中低渗油藏重复压裂工艺研究

八面河油田面14区沙四段属于中低渗稠油油藏,增产措施以压裂改造为主,但因生产过程中地层裂缝闭合及地层细粉砂运移嵌入,致使压裂增产逐渐失效。分析疏松砂岩重复压裂技术难点,针对性开展了基础分析、试验模拟,确定"高砂比、高加砂浓度、大排量"暂堵转向重复压裂思路,并对暂堵转向压裂施工参数及压裂液体系进行了优化,取得较好的改造效果。     

裂缝三维非对称延伸模型的建立及加砂程序的确定

油气层水力压裂时，所产生的裂缝将在长、宽、高三方向同时延伸。为了提高压裂设计的准确性和施工的成功率，本文建立了水力压裂裂缝三维非对称延伸的数学模型。该模型考虑了注液过程中的井筒温度变化和裂缝中的热交换对裂缝几何形态的影响。在此基础上，根据各段裂缝所需的导流能力，确定了各段裂缝填砂所应具有的面积浓度，以及相应的地面各注入段的砂比。     

SN油田重复压裂技术界限研究

重复压裂是提高低渗透油田采出程度非常有效的技术措施.基于SN油田裂缝诱导应力场和生产诱导应力场模拟计算,结合最小主应力原理确定重复压裂裂缝延伸方位与原裂缝方位偏转一定角度.根据正交设计分析,应用压裂生产动态模拟器分析地层压力、当前含水状况、储层渗透率、储层孔隙度、压裂规模和导流能力对重复压裂效果的影响;以NPV作为评价重复压裂效果的准则,进而确定SN油田重复压裂最佳时机:有效厚度大于5 m、压力系数大于0.5,有效渗透率大于1.0×10-3 μm2、含水饱和度不大于60%.考虑到井网配合条件,重复压裂裂缝长度应控制在90～120 m、砂比＞30%.应用效果良好.     

试论自然流体压裂成藏机理

本文基于水力压裂力学和碳酸盐岩裂缝油气藏地质特征,将“碳酸盐岩——地动应力——自然流体——压裂裂缝——圈闭”当作一个系统,对自然流体压裂裂缝的起裂与油气初次运移,压裂裂缝扩展延伸与油气二次运移、压裂裂缝的形态分布与油气聚集规律及自然流体对压裂裂缝溶蚀改造作了系统研究,建立了自然流体压裂成藏机理。该机理对裂缝油气藏勘探和开发具有较高的理论意义和应用价值。     

基于LS-DYNA的钢筋切断机剪切钢筋的动态仿真

针对钢筋切断机剪切力的变化及钢筋断裂的过程,利用LS-DYNA对钢筋切断机剪切钢筋的动态过程进行仿真分析。介绍在LS-DYNA中建模、网格划分与加载的过程,以及显示后处理和结果的分析,得出剪切力的大小及其变化趋势,同时得到钢筋断裂的动态过程,通过观察钢筋剪切的断口及应力应变分布云图,分析剪切力的变化情况,得出部分动态特性,进一步验证钢筋切断机剪切钢筋的可靠性。为今后相关的动态研究与分析提供参考,同时也对钢筋切断机的设计生产具有一定的帮助。     

双材料参数对界面端应力场分布规律的影响

利用反平面平板搭接界面端应力奇异性指数和应力场的理论公式,通过不同材料参数的组合和不同角度的变化,研究了正交异性双材料以及一种各向同性和一种正交异性双材料两种不同的结合材料反平面界面端应力奇异性和应力分布,得到了两种不同结合材料的应力分布规律和反平面平板搭接界面端断裂判据的初步理论。结果表明,随着Γ和θ的变化,不同结合材料界面端应力会呈现出不同的规律,这些规律可以作为在双材料界面端裂纹断裂准则或其它工程应用方面的依据。     

混凝土材料裂纹尖端应力场的研究

为了准确地预测混凝土类材料复合断裂韧度及裂纹扩展路径,提出了结合T应力的修正最大周向应力断裂判据。该修正最大周向应力判据采用双参数模型(应力强度因子K和T应力)来描述混凝土断裂行为。在对三相材料混凝土断裂进行理论计算时,通过应用westergard应力函数,并利用级数展开求解了裂纹尖端的T应力和应力强度因子。计算结果表明,内聚物的性质和T应力能影响断裂韧度及裂纹尖端的应力,这为模拟混凝土断裂提供了依据。     

嵌入非线性黏弹性材料弹性尖楔尖端的应力、应变场

套管损坏是石油工程研究中的重要问题之一,引起套管损坏发生的主要原因是在采油过程中油藏结构变化改变了原地应力场的分布以及不同岩层间界面的相对滑动.建立了以油藏隆起为尖楔嵌入非线性黏弹性材料的界面断裂力学模型.在平面应变条件下,通过奇异量级分析、运动方程和协调方程,推导出在尖楔尖端的非线性黏弹性材料中的控制方程.根据问题的边界条件和连续条件,通过数值计算得到了尖楔尖端连续的分离变量形式的应力、应变和位移场.数值计算表明,尖楔尖端场分布主要受材料的力学特性、地层倾角和摩擦系数的影响.模型阐明了套管剪切损坏力学机理,研究的结果为解决套管损坏问题提供了理论上的参考依据.     

油井酸压后三维渗流动态预测

本文综述考虑了影响酸压裂缝导流能力的诸因素：生产压降变化、非达西效应、油藏污染、裂缝几何尺寸、和导流能力沿缝变化等；推导并建立了三维酸压油井生产动态预测模型。     

预测水力压裂和裂缝对工作状态的影响

在产层建立高的导流能力水力压裂裂缝将导致本井和邻井工作制度的改变,使油藏的有效作用增强.最大有效性是在对目标优化选择后采用水力压裂,它是由工作井段的最大表皮系数、地层供给压力系统的有效性、井的相互位置等来确定的.     

Mechanical analysis of effective pressure relief protection range of upper protective seam mining

This paper analyzes the control mechanism of coal and gas outbursts and proposes the concept of an effective pressure relief protection range, based on the stress relief of the underlying coal-rock mass and the development of a plastic zone. Also this study developed a stress change and fracture development model of the underlying coal-rock mass. In addition, the stress and depth of fracture of any point in the floor were deduced with the application of Maple Calculation Software. The specific engineering parameters of the Pingdingshan No. 12 colliery were applied to determine the relationship between the depth of fracture in the floor and the mining height. The pressure-relief principle of the underlying coal-rock mass was analyzed while varying the mining height of the upper protective seam. The findings indicate that as the depth of fracture in the floor increases, the underlying coal-rock mass experiences a limited amount of pressure relief, and the pressure relief protection range becomes narrower.Additionally, the stress distribution evolves from a ‘‘U" shape into a ‘‘V" shape. A 2.0 m mining height of protective seam situates the outburst-prone seam, Ji_(15), within the effective pressure relief protection range. The fracture development and stress-relief ratio rises to 88%, ensuring the pressure-relief effect as well as economic benefits. The measurement data show that: after mining the upper protective seam, the gas pressure of Ji_(15) dropped from 1.78 to 0.35 MPa, demonstrating agreement between the engineering application and the theoretical calculation.     

砂岩储层裂缝在水力压裂作用下扩展准则及其应用

为研究不同储层裂缝方向以及井网布置下的油田合理注水压力,基于多孔介质力学以及断裂力学理论建立了含共线裂缝岩体储层裂缝的扩展模型,以及注水压力的计算模型。文章结合头台油田扶余储层参数探讨了储层裂缝方位,注采井方位以及裂缝距注水井距离对注水压力的影响规律。研究结果表明：在给定的注采井方位下,当裂缝与最大主应力方向平行时,注水压力最小,随着裂缝与最大主应力夹角的增大,注水压力也逐渐增大,当裂缝与最小主应力方向平行时压力最大;注水压力随注采井方位以及裂缝距注水井距离增大而增大。为避免油井出现暴性水淹以及提高油田采收率,针对扶余储层给出了一个合理的注水压力范围值。本文研究结果与实际工程测井数据较吻合,因此对同类油田开发具有指导意义。     

西安地铁穿越地裂缝的抽水试验研究

查清地裂缝水文地质情况可以为西安地铁设计和施工提供科学依据。根据西安地铁勘察工作需要,2008年7月～9月选择地裂缝穿过的西安市劳动路小学院内场地首次尝试进行跨地裂缝水文地质专项现场试验。试验内容包括试坑渗水试验、钻孔注水和抽水试验,并以1号抽水井的稳定流抽水试验为典型,研究地裂缝对地下水渗流的影响。采用带1个观测孔的稳定流潜水完整井公式、带2个观测孔的稳定流潜水完整井公式以及潜水完整井水位恢复速度计算公式等3个渗透系数计算方法,得到了地表浅层土体沿地裂缝走向和垂直于地裂缝走向的渗透系数,分析了渗透系数的差异性;最后利用MADIS有限元软件模拟场地内建筑物对地基土施加应力,探讨了建筑物对场地土体的影响。结果表明:利用上述3个公式计算,都得到沿地裂缝方向土体的渗透系数比垂直地裂缝方向的土体稍大;在同一落程中,利用潜水完整井水位恢复速度公式计算得到的渗透系数最大,利用带2个观测孔的稳定流潜水完整井公式计算得到的渗透系数次之,利用带1个观测孔的稳定流潜水完整井公式计算得到的渗透系数最小,这主要是由井损造成的;建筑物对场地土体的影响主要集中在素填土层、黄土层和古土壤层,粉质黏土层以下影响则逐渐减弱,影响深度在18m左右;由于建筑物长期对地裂缝上盘土体施加荷载,附加应力作用使地基土固结压密,导致地裂缝上盘土体的渗透系数较下盘小。