国家自然科学基金(90510005)
- 作品数：25 被引量：481H指数：11
- 相关作者：陈勉张广清金衍侯冰周健更多>>
- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油天然气集团公司中国石油大学（华东）更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程建筑科学更多>>
- 多套复合盐层的地应力确定方法被引量：3
- 2009年
- 在库车坳陷古近系多套复合盐层的钻井工程设计当中,通常以上覆岩层压力作为最大水平地应力。现场资料调查表明,以此为依据所设计的套管,常常不能满足该地层套管的抗外挤强度要求。为了解决套管抗外挤强度问题,通过实验测试得到该研究区块多套复合盐层上、下泥岩地层的地应力值及中间每一层复合盐层的岩石力学参数,并以此作为边界条件,建立了多套复合盐层及上、下泥岩层地应力计算的有限元分析模型,运用数值模拟方法,反演得到每一层复合盐层的地应力场。采用该方法对库车坳陷某地区多套复合盐层的地应力场进行分析,结果表明,中间盐层的水平地应力最高,其上、下的膏盐岩含泥岩层、泥岩含膏盐岩层、泥岩层的水平地应力依次降低。所建立的分析模型,为该地区井壁稳定及套管安全设计工作奠定了基础。
- 侯冰陈勉金衍杨恒林梁红军
- 关键词：盐膏层固井套管柱设计地应力数值模拟
- 重复压裂新缝起裂位置与油井产量的关系被引量：1
- 2009年
- 针对重复压裂不同起裂位置对油井产量的影响问题,采用油藏流动模型和水力裂缝流动模型共同描述系统的流动。提出了针对重复压裂裂缝系统的分析单元,并在采用有限差分法求解系统方程并编制模拟软件的基础上,研究了新缝形成对井网压力分布的影响,并得到了新缝起裂位置对油井产量的影响。研究发现,新缝在不同位置起裂对于井网的压力分布,尤其是裂缝系统附近压力的分布影响很大;新裂缝起裂位置在离开井底10m范围以内,油井累积产量下降较慢,之后下降幅度增加;建议通过工程手段将新缝的起裂位置控制在10m以内。
- 张广清陈勉
- 关键词：重复压裂油井产量
- 疏松应力敏感储层的试油压差优选被引量：3
- 2010年
- 对于疏松应力敏感储层,试油压差的优选需要满足2个条件:一是在所选压差下生产时出砂量需在允许的范围内;二是在出砂量处在允许范围的基础上,获得最大的排液速度。采用岩石力学方法建立了出砂量和压差的关系以及排液速度和压差的关系。研究表明,生产压差小于出砂临界压差时,地层不出砂;当生产压差超过出砂临界压差,地层开始稳定出砂;随着生产压差的进一步增大,引起地层大量出砂。产液量随生产压差的增大并不是单调增大的,而是存在一个拐点,此时排液速度达到最大。根据出砂量与生产压差的关系曲线和排液速度与生产压差曲线可以得到优化的试油压差。
- 张玉广韩松陈勉王新海赵海峰
- 关键词：出砂量
- 新井定向射孔转向压裂裂缝起裂与延伸机理研究被引量：43
- 2008年
- 为了提高特低渗油藏新井的压裂效果,提出了采用定向射孔技术进行转向压裂从而形成双S型水力裂缝的新方法。基于有限元三维应力分析,研究了定向射孔下水力裂缝的起裂机理。考虑任意裂缝形态、地应力和缝内液体压力分布的影响,建立了任意形状裂缝应力强度因子的确定模型;同时考虑I型和II型断裂,建立了复合裂缝延伸准则。提出了定向射孔水力压裂裂缝的延伸轨迹计算模型和步骤,编制了裂缝延伸的模拟软件。采用地面微震进行了3口井的现场验证,地面微震检测结果与计算结果吻合。利用定向射孔压裂技术在单个层内可以形成双S型水力裂缝,可作为提高特低渗透油田产量的一种方式。
- 张广清陈勉赵艳波
- 关键词：特低渗透油藏水力压裂定向射孔转向压裂
- Kaiser取样偏差对深层油藏地应力测试的影响分析被引量：6
- 2008年
- 采用Kaiser效应测定深部地层地应力时,由于油藏岩芯不规则及试件制备过程的误差等因素存在,取样时的偏差会影响地应力测量。假定0°方位和90°方位的取样方位准确而45°方位取样存在一定偏差,根据弹性力学和级数展开建立了应力测量误差分析的力学模型。采用深层均质砂岩岩芯,并变化取心角度(偏差)进行一系列Kaiser效应试验,对比试验和小型压裂解释结果发现Kaiser岩样偏差对地应力数值确实存在影响,其关系为二次函数;当取样偏差角度在5°以内时,应力测试误差可以忽略不计;大于5°时引起的地应力解释误差不能忽略。对于非定向钻取的全尺寸岩芯,当参考取样方位不同时,取样偏差的影响幅度不同。对于深部地层的不规则岩芯,可根据所建立的模型对Kaiser效应测试结果进行相应的误差分析。
- 张广清陈勉赵振峰
- 关键词：岩石力学KAISER效应地应力测试深部地层
- 最优重复压裂时机模型及模拟软件开发被引量：4
- 2008年
- 针对目前各油田重复压裂改造数量日益增加的趋势,在建立固液耦合最佳重复压裂时机力学模型的基础上,采用Fortran95编制了有限元模拟软件,用来描述不同位置处的应力随时间的变化,研究多因素影响下的最佳重复压裂时机。研究表明,建立的重复压裂耦合模型考虑了固体变形和流体流动2个物理过程的相互作用,与实际情况更为接近;最优重复压裂时机是由多个地层参数共同确定的,对应着等应力点距离趋于定值的时间。应用实例表明,开发的重复压裂应用软件计算精度可靠,功能齐全,针对性强。
- 张广清陈勉王群立陆红军
- 关键词：重复压裂应用软件
- 定向射孔水力压裂复杂裂缝形态被引量：43
- 2009年
- 在岩石力学试验测试和现场资料解释的基础上,建立了三维弹塑性有限元模型,通过大量计算研究了定向射孔水力裂缝形态的影响因素。研究结果表明,定向射孔水力裂缝起裂主要受相邻射孔之间应力干扰的影响,而影响定向射孔水力裂缝形态的主要因素为定向射孔方向与最大地应力方位的夹角和水平应力差。水力裂缝不一定沿着定向射孔的方位起裂;定向射孔形成的水力初始裂缝一般为锯齿状;在水平应力差和射孔夹角较大的情况下,容易形成由定向射孔和最大地应力方位起始的双裂缝。提高地应力测试和定向射孔的精度可以有效避免复杂形态水力裂缝的产生。
- 张广清陈勉
- 关键词：定向射孔水力压裂有限元模型
- 基于实钻资料的井壁稳定实时预测理论被引量：13
- 2011年
- 实际工程要求对井壁稳定问题做到提前预知,因而井壁稳定实时预测研究意义重大。基于实钻录井和测井资料提出了井壁稳定实时预测方法。将发生变形的井眼看作椭圆形,应用弹性理论的复势解法及叠加原理得到井壁应力分布,从而建立井壁围岩的变形程度与岩石物理力学性质、地应力、孔隙压力、泥浆密度及理化性质的关系,在此基础上由泥浆录井和测井资料,反算地应力及孔隙压力,从地震反演得到的岩石力学模型中提取钻头下方一定深度范围内的地层密度和声波时差数据,计算待钻地层的压力曲线,从而实时预测钻头下井段井壁稳定。该方法应用在川东北部地应力复杂地区,取得了较满意的效果。
- 赵海峰陈勉
- 关键词：井壁稳定地应力反演
- 水平井水压致裂裂缝非平面扩展模型研究被引量：24
- 2006年
- 水平井筒附近应力场分布复杂,往往造成水力裂缝转向,但目前对于水平井筒附近水力裂缝空间转向规律的认识还不够深入。为了研究水平井筒附近水力裂缝的三维延伸规律,基于最大拉伸应力准则和拉格朗日极值法建立了水平井筒附近水力裂缝空间转向模型,用于分析三向地应力和井筒内压作用下水平井筒水力裂缝的起裂位置和扩展形状。根据此模型,编制了数值计算程序。针对所建立的理论模型,在真三轴水力压裂模拟装置上采用岩石试样进行了物理模拟,模型计算结果与物理模拟结果基本一致。通过模拟计算和物理试验,得到了井筒附近水力压裂裂缝空间转向的基本规律。研究结果表明,水平井井筒附近水力裂缝的空间转向确实存在,裂缝转向前的距离随井筒方位角增加而增加,但增加幅度大致在3倍井筒直径的范围内。
- 张广清陈勉
- 关键词：油气开发水平井水压致裂物理模拟
- 基于自锁概念的岩体弱面破坏模型与规律研究被引量：3
- 2009年
- 采用摩擦学中的自锁概念提出了确定弱面破坏的模型和分析方法,物理概念简单明确。采用自锁概念分析二维弱面破坏与采用莫尔–库仑定律得到的结果一致。三维弱面模型在弱面与中间主应力平行和中间主应力等于最小主应力两种情况下,可退化为二维弱面问题。研究结果表明:主应力、弱面力学参数对空间弱面破坏角度范围的影响显著,包括破坏角度范围大小和形态变化两个方面。随着弱面力学参数的增加,空间弱面破坏角度范围有变小的趋势,当弱面力学参数达到一定数值后,岩体中的弱面倾角和走向取任意值,岩体均不会发生弱面破坏。随着中间主应力和最小主应力的增加,空间弱面破坏角度范围具有变小的趋势。通过建立局部坐标系,得到了裂缝性地层井壁发生失稳的弱面角度随井底压力变化的规律。
- 张广清陈勉
- 关键词：自锁
