多裂缝煤岩储层水力压裂裂缝动态扩展研究

考虑多裂缝煤岩储层裂缝发育特性,基于简化的N-S方程和连续性方程建立了水力压裂裂缝尖端动态扩展模型。采用坐标变换的方法简化缝内流体连续性方程,计算得到多裂缝煤岩储层任意时刻压裂液的滤失速度。应用3D-CBMulti-Fracture软件,对山西某区块WS-10煤层气井水力压裂主裂缝及次生裂缝动态扩展过程进行研究。研究结果表明,当携砂液注入次生裂缝时间超过5 min后,压裂液滤失速度出现波动,随着裂缝尖端砂堵区渗透率增大,压裂液滤失系数增大;当次生裂缝砂堵区渗透率较小时,裂缝尖端变得短而粗,携砂液进入次生裂缝10 min后,裂缝最大宽度增加了2.2倍;增大裂缝尖端砂堵区渗透率,裂缝长宽比变化均匀,裂缝截面形状不会发生突变;当裂缝尖端砂堵区渗透率为0时,水力裂缝动态扩展体积误差为5%~25%。     

酸性溶液对重塑黄土工程性质的影响研究

地基酸碱污染已成为环境岩土工程领域一个亟待解决的问题。采用室内模拟方法,用不同酸碱度的盐酸溶液浸泡黄土,研究酸性溶液对黄土基本物理化学力学性质的影响,并通过扫描电镜试验对其进行微观研究。试验表明:随着酸性溶液酸性增强和浸泡时间的增长,黄土中交换性阳离子增多,有机质含量降低,土粒颗粒相对密度减小,黏粒含量增大,液限、塑限均增大,渗透性增强,抗剪强度降低;SEM图像显示随着酸性增强和浸泡时间增长土体孔隙孔径增大,由面-面接触逐渐转变为点-点接触。     

用可靠性理论解析API套管强度的计算公式

针对美国石油学会(API)制定的套管强度计算公式中引用的若干个修正系数理论意义不明确的问题,讨论了API套管多个属性参量的分布规律和分布参数.采用基于Monte-Carlo方法的Latin Hypercube随机模拟方法,模拟得出了套管强度的分布规律以及套管几何尺寸和管材力学性能的随机性对套管强度随机性的影响规律.运用可靠性理论建立了套管强度的可靠度计算模型,分析并对比了不同可靠度下的套管强度值,计算得出了API套管强度值的可靠度.研究结果表明,套管属性的随机性越大,套管强度的可靠性越低,API套管弹性挤毁抗挤强度公式的修正系数能够合理地提高其强度可靠性,但应用修正系数后的抗内压强度公式是偏于安全的.     

固井水泥环对套管承载能力的影响规律

固井质量的好坏直接影响油水井的使用寿命。通过采用计算机辅助工程(CAE)方法,研究了水泥环缺损、水泥环不居中以及水泥环的性质对套管承载能力的影响规律,提出了固井质量差导致套管损坏的基本机理。     

土体热加固方法的研究进展

热加固技术是一种历史悠久的土体原位处置技术,常用于软弱性或特殊性地基的处置,可提高土体的力学强度与改良土体的诸如湿陷、膨胀等不良工程特性。通过系统分析前人对土体热加固技术方面的研究,总结土体在高温下的性质变化,提出了热土的概念与分类,阐述了热加固的方法与机理,探讨了热加固对土体工程性能的影响及其作用规律,并结合热加固处置土体的工程实例,对热土研究领域的若干问题进行了分析与展望。     

优化反分析方法在地应力与裂缝研究中的应用

应用优化反分析方法建立了基于常规测井资料的地应力及裂缝分析模型,该模型可以利用声波、密度和自然伽马等资料求取井筒附近的岩石力学参数、地应力及裂缝参数的连续剖面,为钻井过程中保持井眼稳定、压裂设计等提供参考.以胜利油田纯化油区几十口井的实际资料为例进行计算分析,获取了相应的地应力及裂缝分布规律,并首次回归拟合了该油区三向地应力随深度变化的关系曲线.大量试验结果和现场应用情况表明,该方法准确可靠,成本较低,适应性强.     

分层地应力方法在薄互层低渗油藏大型压裂设计中的应用

对薄互低渗油藏实施水力压裂改造时?常出现缝高难以控制、滤失过大、压后效果差等问题。针对薄互低渗油藏特有的地质特点,根据三维分层地应力方法?理利用声波、密度等常规测井资料获取了薄互低渗油藏地应力及裂缝连续分布剖面。用数值方法研究了此类油藏压裂过程中地应力及天然裂缝分布特征对压裂缝形态的影响规律,结果发现地应力及天然裂缝对压裂缝的高度、长度及宽度都具有直接控制作用,基于此提出了突出地应力和裂缝作用的薄互低渗油藏大型压裂设计方法。对胜利油田某油区C1井的实际资料进行研究分析,并据此实施了大型压裂设计,效果较好。     

储集层裂缝预测分析的多参数判据法

利用优化反分析方法获得目标区地应力场分布,并考虑储集层岩石多轴应力状态,提出了储集层裂缝预测分析的多参数判据法.该方法采用基于多个岩石材料参数建立的破坏曲面作为边界条件,通过研究应力状态函数与破坏曲面间的相互关系预测分析储集层裂缝发育情况,并根据关键井处的实测裂缝参数计算得出储集层平面内各点处的裂缝密度.利用该方法对江苏油田某区块油藏进行计算分析,研究了储集层关键井点处裂缝密度与数值模拟得出的发育指数间的关系,结果表明储集层裂缝体密度与发育指数的常用对数间具有较好的线性关系.据此对该区块油藏裂缝发育程度及密度进行预测分析,计算结果表明该油藏目标层段储集层裂缝体密度主要分布在0.23～1.20 m~2/m~3且受断层和构造部位影响显著.图9表5参10     

轮式通井机综合设计及数据库分析软件的开发

鉴于广大设计工作者迫切需要有一套实用的计算机软件取代繁重的手工计算,采用现代设计理论和有关设计规范,利用VB6·0编制开发了轮式通井机设计计算系统软件。该软件系统包括数据库分析模块、计算模块和图形系统模块,具有准确、快速、易修改、图面整洁、便于优化等特点,同时实现了选择参数、设计、计算、绘图的一体化。此外,系统还具有计算保护功能,若输入数据超出计算的取值范围,则终止计算,提示需修改的数据项目,以保证运算的可靠及准确性,工程实用性较好。     

煤岩破碎失效概率的可靠性分析及分级应用

将煤岩破碎现象视为失效概率问题,在应用Hoek-Brown准则建立煤岩破碎预测模型的基础上,结合可靠性方法定义煤岩完整可靠度指标,并提出了煤岩破碎失效概率的计算方法。根据煤岩破碎失效概率大小将破碎程度划分为破碎(A级)、较强破碎(B级)、较弱破碎(C级)、未破碎(D级)4个等级,并确定煤岩破碎分级标准;利用该方法分析了沁水盆地ZS-P4井井筒方向的煤岩破碎程度,并讨论了煤岩破碎失效概率与影响因素的变化关系。结果表明,ZS-P4井煤岩破碎失效概率在0.6~1.0,其分布形态呈顶底部煤层高、中部低的趋势;811.4~812.0 m煤岩破碎失效概率为1(A级),与该段煤层严重破碎实验现象吻合较好;煤岩破碎失效概率随着水平主应力差值的增大、单轴抗压强度的降低呈非线性增长趋势。