页岩复杂裂缝支撑剂分流机制

针对页岩水力压裂复杂裂缝支撑剂分流问题,研发复杂裂缝支撑剂分流运移评价试验系统并进行支撑剂分流规律研究。结果表明:支撑剂在压裂裂缝中存在悬浮运移和滑移滚动,其中支撑裂缝前缘主要以滑移滚动为主;次级裂缝角度、注入排量、加砂质量浓度、压裂液黏度、次级裂缝与主裂缝流量比等对分支后主次裂缝的支撑长度、支撑高度和支撑形态具有重要影响;分支后主裂缝支撑剂分流体积比与次级裂缝角度、注入排量、加砂质量浓度、主次裂缝宽度比成正比,与次级裂缝与主裂缝流量比、压裂液黏度成反比,影响因素由强至弱排序分别为主次裂缝宽度比、注入排量、压裂液黏度、加砂质量浓度、次级裂缝角度和次级裂缝与主裂缝流量比;分支后次级裂缝支撑剂分流体积比与次级裂缝角度、加砂质量浓度、主次裂缝宽度比、次级裂缝与主裂缝流量比成反比,与注入排量、压裂液黏度成正比。     

川东宣汉地区飞仙关组裂缝特征及成因研究

根据全直径岩芯、薄片鉴定等资料,对宣汉地区飞仙关组裂缝特征进行了分析,并利用常规测井资料对该区井剖面裂缝发育情况及纵向裂缝可能的分布情况进行了研究,在此基础上结合川东地区地质特征,对研究区裂缝成因进行了深入研究。研究结果表明:飞仙关组中下段主要发育有垂直构造裂缝、水平裂缝、斜交裂缝及成岩期形成的裂缝;裂缝主要有构造裂缝与非构造裂缝两类,构造裂缝成因主要包括与断层构造有关的裂缝、与褶皱构造有关的裂缝及与弱变形构造区有关的裂缝,力学成因主要有剪切裂缝、扩张裂缝和拉张裂缝3种基本类型;非构造裂缝主要成因可分为成岩裂缝、溶蚀裂缝、收缩裂缝、表生裂缝。生产实践表明,任何一种裂缝在碳酸盐岩储集层中均是重要的储集空间及渗流通道。     

裂缝性气藏气井产能计算新方法

裂缝性气藏储层中的裂缝是其气井产能的主要贡献者,裂缝的形态与位置对气井产能影响较大。传统裂缝性气藏气井产能模型多基于等效连续介质理论模型提出,未考虑储层裂缝的形态与位置。本文基于等值渗流阻力法,充分考虑裂缝性气藏裂缝形态与位置对气井产能的影响,利用裂缝微元段的径向渗透率表征裂缝对气井产能的贡献,推导了裂缝性气藏产能计算新方法。通过实例计算发现本文提出新方法能够较为准确预测气井产能。裂缝性气藏的裂缝长度对气井产能的影响较小,而裂缝偏转角度、裂缝与气井距离对气井产能影响较大,随着裂缝偏转角度、裂缝与气井距离的逐渐增大,气井无阻流量逐渐减小,且减小幅度不断减小。     

T梁裂缝有关参数对结构的影响

裂缝对T梁结构的危害很大,故研究裂缝的相关参数对T梁的具体影响有着重大意义。通过对某地区T梁桥的裂缝的调查与分析,并按照相关规范对裂缝进行了分类统计,确定了裂缝高度、裂缝宽度、裂缝深度和裂缝位置四种参数作为研究对象。利用ANSYS建立无裂缝T梁结构与各裂缝参数下的T梁结构的有限元模型,对所确定的裂缝参数进行分析,得到这四种裂缝参数对T梁刚度及承载力影响规律。研究得出：裂缝的深度对T梁承载力、刚度的影响比较大;不同位置的裂缝对结构的影响不同;支点处裂缝对T梁结构刚度与承载力的影响比L/2处裂缝小。     

水力裂缝与天然裂缝相互作用与影响

在非常规油气藏中,复杂裂缝网络的形成在很大程度上受水力裂缝与天然裂缝相互作用的影响。基于断裂力学理论,建立了水力裂缝与天然裂缝相互作用力学模型,分析天然裂缝介质系统中水力裂缝遭遇天然裂缝后的扩展形态。对于水力裂缝穿越天然裂缝的情况,给出了穿越角度;对于未穿越情况,给出天然裂缝张开闭合形态判别方法。通过数值计算研究了水平主应力差、逼近角、界面摩擦系数和裂缝净压力等因素的影响。结果表明,在高水平主应力差、高逼近角和高界面摩擦的条件下,水力裂缝倾向于穿越天然裂缝;在低水平主应力差、低逼近角和低界面摩擦的条件下,水力裂缝则更容易被捕获。同时,在水力裂缝内净压力越高,天然裂缝越容易张开。该模型为分析水力裂缝与天然裂缝相互作用过程以及水力压裂工程设计提供了依据。     

储层裂缝表征及预测研究进展

 全面、准确对致密储层的裂缝网络进行定量表征及预测影响着裂缝性油气田的高效开发。在系统调研国内外裂缝研究成果且详细对比分析的基础上,从地质分析、测井识别、构造曲率法及应力场模拟、地震裂缝检测、非线性理论方法等着手,总结出了储层裂缝表征及预测研究的进展。研究表明,根据成因将储层裂缝划分为构造裂缝和非构造裂缝两大类,构造缝包括区域性裂缝、局部构造缝和复合型构造缝,局部构造缝指与断层和褶皱相关的裂缝;非构造缝主要分为收缩缝和与表面有关的裂缝两大类及9个亚类,裂缝类型不同,其特征及成因机理也不同。采用地质分析与测井解释相结合,建立露头、岩心与测井的识别模式对裂缝进行准确识别。利用地质、测井和构造应力等资料,建立数学模型,对裂缝参数进行定量计算。详细阐述并分析了多种裂缝预测方法的优缺点,最终指明了储层裂缝研究的不足与发展方向。     

混凝土裂缝宽度和深度对裂缝表面碳化的影响

为研究混凝土裂缝宽度和深度对裂缝表面混凝土碳化的影响,制作了带裂缝的钢筋混凝土试件并进行了碳化试验研究。研究采用碳化时未开裂的试件、裂缝近似贯通的试件、裂缝未贯通的试件的横断面,其中裂缝近似贯通试件、裂缝未贯通试件的横断面即为裂缝开裂断面。对于裂缝近似贯通和未贯通的试件,通过对比裂缝的宽度、深度和裂缝表面混凝土的碳化情况,并与未开裂试件断面混凝土碳化情况进行对比分析。研究结果表明,裂缝宽度对于混凝土裂缝表面的碳化几乎没有影响,表面碳化主要与裂缝深度有关。本文对混凝土开裂部位的耐久性研究仅以裂缝表面宽度为依据进行的方法提出了不同看法,建议将混凝土裂缝宽度和深度列为同等重要的研究依据。     

天然裂缝群与地应力差作用下水力裂缝扩展试验

通过室内真三轴水力压裂试验,研究裂缝性储层中天然裂缝群与地应力差的组合作用对水力裂缝扩展的影响。采用内含大量随机天然裂缝的300 mm×300 mm×600 mm人工试件模拟裂缝性储层,改变地应力差、天然裂缝尺度以及压裂液排量与黏度条件,分析水力裂缝形态与地应力差、天然裂缝尺度的关系。根据水力裂缝复杂程度将其分为体积裂缝、分支裂缝和单一裂缝3类。结果表明:天然裂缝尺度越大、地应力差越小,水力裂缝形态越复杂;对含天然裂缝群的储层,当地应力差大于8 MPa时,压裂不会产生体积裂缝;当地应力差大于14 MPa时,天然裂缝群对水力裂缝形态不会产生影响,形成单一裂缝;水力裂缝的非稳态扩展易受到天然裂缝群的影响,从而有利于产生缝网结构。     

水力裂缝与天然裂缝相交扩展形态的智能预测

水力压裂作为页岩气储层开采的核心技术,在压裂过程中水力裂缝的扩展会遇到天然裂缝,与天然裂缝相交后压裂缝的扩展特征对缝网的形成有明显影响,从而影响最终压裂改造效果。基于内聚力单元建立了基于断裂力学的页岩气储层渗流-应力-断裂耦合的水力裂缝与多个天然裂缝相交扩展模型,研究了不同天然裂缝倾角、天然裂缝尺寸、应力差、压裂液排量和黏度下水力裂缝与天然裂缝扩展形态规律。采用基于Bagging算法集成支持向量机(support vector machines, SVM)、决策树(decision tree classifier, DTC)、逻辑回归(logistic regression, LR)、K最邻近算法(K-nearest neighbor, KNN)的裂缝形态分类器对裂缝相交扩展形态进行预测,并将Bagging算法预测结果与SVM、DTC、LR、KNN预测结果进行比较。研究结果表明：基于Bagging集成算法对水力裂缝与天然裂缝相交扩展形态预测准确率达到了92.58%,相较于单个算法,最高提升了17.95%,其中应力差越小、天然裂缝倾角、裂缝尺寸越大和压裂液排量、黏度越低越容易产生剪切缝,...     

拌和温度与浇筑温度及外界气温等对大体积混凝土裂缝的影响

微裂缝主要有三种：（1）粘着裂缝是指骨料与水泥石的粘接面上的裂缝,主要沿骨料周围出现;（2）水泥石裂缝是指水泥浆中的裂缝,出现在骨料与骨料之间;（3）骨料裂缝是指骨料本身的裂缝。在这三种裂缝中,前两种较多,骨料裂缝较少。混凝土的微裂主要是指粘着裂缝和水泥石裂缝。混凝土中微裂的存在,对于混凝土的基本物理力学性质：如弹塑性、徐变、各种强度、变形、泊松比、结构刚度等有重要的影响。     

克拉玛依油田九区石炭系油藏裂缝特征

以岩芯观察、录井资料、钻井资料和成像测井资料为基础,研究了克拉玛依九区石炭系火山岩油藏裂缝的特征。结果表明：石炭系火山岩油藏裂缝非常发育,主要为构造运动作用形成的构造缝,大部分裂缝都被各种固体矿物不同程度地充填,影响了裂缝对油气储集和运移的有效性;裂缝主要为网状裂缝和斜交缝,规模以细小裂缝为主,大裂缝较少;裂缝方位主要为北东向,与主构造方向相同。根据上述基本特征和成因,对研究区裂缝进行了综合分类;探讨裂缝与构造运动的关系,认为发育的4期裂缝与构造运动期次相吻合;探讨了裂缝发育的影响因素,认为岩石性质和构造位置是影响裂缝发育的主要因素。     

裂缝参数对压裂水平井入流动态的影响

基于拟稳态等效井径模型、裂缝内变质量线性流模型、水平井筒变质量流模型和完井表皮系数模型,根据势叠加与连续性原理,建立压裂水平井裂缝变质量流与油藏渗流的耦合模型,分析裂缝半长、裂缝宽度、裂缝渗透率对水平井筒和裂缝的入流速度及压力降分布、压裂水平井产能的影响.结果表明:随裂缝半长、裂缝宽度、裂缝渗透率增大,水平井段入流速度、产量减小,压裂水平井和裂缝产量增大;裂缝宽度越宽、裂缝渗透率越大,裂缝入流速度越大,裂缝内压降损失越小;越靠近外侧的裂缝入流速度越快,裂缝内压力损失越大.     

天然裂缝性储层压裂液滤失研究

裂缝性储层压裂液滤失对裂缝的几何尺寸、支撑剂的分布都有较大的影响。现有裂缝性储层压裂液滤失模型都对天然裂缝进行了简化处理,认为天然裂缝对基质均匀切割,这与实际不符,不能准确反映裂缝分布的非均质性对压裂液滤失的影响。基于储层裂缝统计资料,应用概率统计、随机理论、Monte–Carlo 等方法,建立储层二维离散裂缝网络模型,并借助等效渗透率张量原理将裂缝性介质转化为均质各向异性连续介质,建立了基于渗透率张量的裂缝性储层压裂液滤失数学模型。计算结果表明,天然裂缝分布及其与水力裂缝的位置关系的不同使得沿裂缝长度方向,滤失速度变化较大,若天然裂缝与水力裂缝连通,则压裂液滤失主要发生在连通处,文中模拟了天然裂缝和人工裂缝存在三处连通的情况,这三处的滤失量占裂缝总滤失量的45% 以上,建议对天然裂缝进行封堵。     

泾河地区中生界致密油藏天然裂缝发育主控因素及模式

研究鄂尔多斯盆地南部泾河油田长8油藏天然裂缝的发育主控因素及模式。通过野外露头、岩心、常规测井和成像测井资料,开展井剖面天然裂缝的识别。在数据的处理上,利用单一变量法分别对比工区内断层和裂缝的力学性质、统计裂缝发育指数与相邻断层距离的关系、不同岩性中裂缝的发育情况、裂缝发育指数与砂地比的关系、长8地层的构造曲率与裂缝发育指数的关系,结果表明:断层伴生2组共轭剪切裂缝,只有一组较发育,这些裂缝离断层越近,裂缝发育指数越高;随着泥质含量的增加,岩性逐渐向泥岩转化,天然裂缝的发育程度逐渐降低,平面上看,天然裂缝多发育在砂地比值较高的地方;构造曲率越大,天然裂缝发育的程度越高。泾河地区长8段裂缝发育的主控因素为岩性、构造变形和断层。其中断层对裂缝发育的影响表现在裂缝发育指数随断层距离的增加而减小,并且为控制裂缝发育的最主要因素;岩性中的脆性成分越高,裂缝越发育;构造变形程度越高,构造张裂缝也越发育。     

岩石力学层与构造裂缝发育关系研究

裂缝性储层的层间力学性质差异是控制裂缝发育的主要因素,准确识别岩石力学层结构并建立与裂缝分布的关系,对于提高裂缝预测和建模精度至关重要。以库车坳陷D气田深层致密砂岩为例,综合野外露头、岩心、测井、地震资料,基于力学实验、古孔隙度恢复和数值模拟方法,识别泥岩隔夹层和裂缝特征,恢复古孔隙度、古弹性模量、古泊松比及古应力场,探讨岩石力学层与裂缝发育之间的关系,建立力学层-裂缝层综合发育模式。结果表明:岩石力学层常以岩相、隔夹层、力学参数的垂向差异为主控因素,单一岩性条件下,层厚与裂缝密度负相关,与裂缝间距正相关,复合砂岩条件下,层厚与裂缝密度正相关,与裂缝间距负相关;裂缝密度、长度与泥岩隔夹层频率负相关,裂缝平均间距与泥质含量负相关,在互层条件下,砂泥岩厚度比约为6.7时,裂缝密度呈现高值,中尺度缝以层间穿透缝为主,小尺度缝以层内缝为主;弹性模量与基质孔隙度幂指数正相关,泊松比则与孔隙度"躺椅式"负相关;岩石力学层和裂缝发育对应模式可划分为水平型和褶皱型两大类,进一步划分为厚层砂岩低密度裂缝型、中层砂岩+薄层泥岩高密度裂缝型、厚层泥岩+薄层砂岩中密度裂缝型和等厚泥岩+砂岩低密度裂缝型。     

东濮凹陷文南沙三中亚段致密储层裂缝特征及主控因素研究

基于对构造作用的研究,利用测井、地震、岩石物性、沉积相资料分析,揭示文南低品位区块沙三中亚段致密性砂岩储层裂缝发育特征。工区主要发育的裂缝类型有高角度构造裂缝、低角度卸载裂缝两类,裂缝主要走向为北东向,倾角为45°~90°、0~30°,裂缝充填程度低,优势方位的裂缝走向与现今最大水平主应力方向大致一致,裂缝连通性较好。裂缝分布区域与构造作用、构造部位以及岩性有密切关系,断层附近富含砂岩的水下分流河道微相裂缝最为发育。两类裂缝的成因都与工区目的层段下伏盐底辟有关,由于底辟作用造成的地层上隆不仅使上覆地层产生高角度的拉张裂缝,而且导致地层上覆载荷卸载产生低角度的卸载裂缝。综合研究表明,两类裂缝在空间上的搭配组成了良好的裂缝网络系统,对剩余油气的开采具有重要意义。     

致密油层体积压裂人工裂缝与天然微裂缝相互作用研究

为深入研究体积压裂裂缝延伸时主裂缝与天然微裂缝间相互作用对裂缝缝网形成的影响机理,进而评价压后效果,采用弹性力学与断裂力学模型,运用边界元方法对体积压裂过程中的主裂缝对与之平行的天然微裂缝的诱导作用以及两裂缝间的相互作用进行了模拟研究。研究结果表明:主裂缝在与天然微裂缝连通之前可诱导天然微裂缝开启并延伸,形成次生裂缝,次生裂缝对主裂缝的延伸有明显的反作用;主裂缝和天然微裂缝之间的相互作用随着两裂缝间距的增大而减弱。     

基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计方法

采用裂缝实际调查和影响因素数值分析,研究基于可靠度的CRCP配筋率设计方法.通过实际调查CRCP路面裂缝间距与宽度分布情况,认为裂缝间距的分布符合对数正态分布模型,裂缝宽度的分布符合正态分布模型;分析了钢筋直径、配筋率、混凝土极限拉应力及钢筋与混凝土之间的黏结应力对裂缝间距和裂缝宽度的影响规律;通过CRCP路面失效概率分析,认为裂缝间距与裂缝宽度的可靠度主要与设计裂缝间距及参数的变异水平有关.给出了CRCP的横向裂缝最佳间距值,得出基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计法.     

川西地区须二段致密砂岩储层裂缝特征及识别

探讨致密砂岩储层裂缝的识别,为川西须二天然气的勘探开发提供部署靶点。通过对川西须二段致密砂岩储层及裂缝进行地质、实验、测井、3D3C地震资料的在点、线、面上的综合研究,结果表明须二储层宏观与微观裂缝都发育,且发育网状缝与高角度缝。裂缝占总孔隙度平均为9.33%,而裂缝发育对渗透率的增加是不发育裂缝致密储层的21.6倍。在点、线、面的综合研究方法对致密砂岩储层裂缝的刻画与识别的基础上,编制了川西孝新地区须二段裂缝发育分布图。     

碳酸盐岩酸压裂缝导流能力影响因素

酸化压裂是碳酸盐岩储层开发的重要技术手段,酸液注入方式、压裂裂缝开度与酸蚀蚓孔形态等直接影响酸蚀裂缝导流能力。以奥陶系岩下碳酸盐岩储层为研究目标,在建立裂缝开度表征方法基础上,开展不同酸液体系、不同注酸方式、不同裂缝开度及不同缝面形态对酸压裂缝导流能力的影响研究,明确影响酸压裂缝导流能力的主控因素。实验结果表明：主体酸加入稠化、清洁剂后对溶蚀率与酸蚀后裂缝导流能力影响不大;单一注酸与交替注酸方式对酸压裂缝导流能力影响较小,但对残酸返排影响较大,交替注酸方式可降低返排压力70%;裂缝开度越大,酸蚀后裂缝导流能力越大,但提高导流能力倍数越小;裂缝开度>12μm易形成“窜流”酸蚀蚓孔,利于酸蚀通道建立;微裂缝开度与裂缝发育联通是影响酸蚀蚓孔与导流能力的主控因素,次之为微孔发育与联通与储层矿物分布形态。综合酸压工艺推荐先压裂、后酸化、交替注酸的方式。