裂缝的分形分析方法

从裂缝的分形分布出发,对裂缝的分布、裂缝的有效截面积、裂缝的强度、裂面的粗糙度和裂缝的各向异性度,提出了分形分析方法。根据裂缝分形分布特点,提出了基本裂缝分布模型,对这些模型做相应的分形对比,来阐明裂缝的分形和特征。裂缝的分形分析方法改变了以往单一的裂缝性质分析方法,而从裂缝的分形分布结构上全面地进行定量分析,不仅反映裂缝的平均效果,而且反映了裂缝分布的非均匀性及其发育程度的差异。     

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。     

天然裂缝影响下水力裂缝扩展的数值建模分析

为了更好地处理天然裂缝影响下水力裂缝的扩展模拟问题,提出了区域置换与破损单元的概念和方法,在此基础上建立了包括裂缝内流体运动、地层流体渗流和储层应力变形的水力裂缝扩展理论模型方程,运用图形建模数值方法,分析得到低渗透岩石天然裂缝对水力压裂裂缝开展的影响:天然裂缝对水力裂缝端部应力场的改变形成混合裂缝扩展形式;位于水力裂缝端部拉张区域的张性天然裂缝,因为压裂液漏失和因路径改变产生的摩阻力,造成水力裂缝内有效驱动压力耗散,影响了水力裂缝的扩展。裂缝监测报告与数值分析结果一致,验证了数值分析的方法和结果。     

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。     

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。     

多裂缝储层水力裂缝扩展机理试验

采用大尺寸真三轴试验系统,对多裂缝储层水力裂缝与多裂缝干扰后影响水力裂缝走向的各种因素进行了研究,并分析了压力曲线特征。试验结果表明：水平主应力差和逼近角是决定水力裂缝走向的主要因素,高水平应力差和高逼近角有利于水力裂缝穿过多裂缝,水平主应力差越大,水力裂缝形态越平直;天然裂缝带发育程度和天然裂缝面摩擦系数也是影响裂缝走向的主要因素,天然多裂缝越发育,越易造成压裂液大量滤失进而产生多水力裂缝,摩擦系数越小,水力裂缝越易沿天然裂缝转向;天然多裂缝带的存在,会造成水力裂缝形态的非对称性;水力裂缝的扩展具有非稳态特性。     

建筑工程施工中混凝土裂缝的预防与处理

结合工程实践,针对常见的混凝土裂缝,如收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、徐变裂缝、应力裂缝和施工裂缝等,提出了相应的预防措施及其处理方法。     

混凝土裂缝产生机理、分类与成因综述

阐述了混凝土裂缝机理、裂缝的分类及成因,总结了裂缝机理的三种分析理论。文章将裂缝主要分为两类,即荷载裂缝和变形裂缝,并对其产生的原因进行了详细论述。     

基于测井新技术解释有效裂缝发育规律

成像测井资料提供了井下裂缝的准确分布状态,可以准确提取裂缝的参数,包括裂缝的倾角、倾向,裂缝的组合特征,这些参数为地质分析提供了极为有价值的信息。将多井的成像资料分析的结果,结合取芯岩芯分析,运用地质规律对地质特征相似的邻区进行了裂缝预测。利用四川某地区下三叠统飞仙关组储层10口井的成像和岩芯资料,通过分析裂缝的分布特征和影响裂缝发育的岩石特性、裂缝的溶蚀和充填情况、裂缝与现代地应力和构造的关系,解释出了3个有效裂缝发育带、5个有效裂缝欠发育带和2个裂缝不发育带。该结果得到了实钻资料的证实,表明综合测井新技术解释有效裂缝发育规律是可行的。     

混凝土裂缝的成因与处理

本文对荷载导致的裂缝、温度导致的裂缝、收缩引起的裂缝、地基变形引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝、施工工艺质量引起的裂缝等混凝土裂缝的产生原因进行了分析,并对各种裂缝的预防和处理进行了介绍。     

大体积混凝土裂缝原因分析及施工技术探讨

大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害是较严重的;而深层裂缝部分切断了结构断面,也有一定危害性;表面裂缝一般危害较小。本文分析了裂缝产生原因并提出了相应的控制措施。     

粗糙裂缝对井眼声波传播的影响

由于天然裂缝并非光滑裂缝,在通过声、电成像对裂缝进行识别过程中,如果将裂缝视为光滑裂缝,将会产生误差。斯通利波反射系数对裂缝宽度具有较高的灵敏度,常用斯通利波识别裂缝。本文分别采用物理实验和数值模拟的方法来研究粗糙裂缝对声波响应的影响,在实验方面,进行了模型井裂缝粗糙度实验,得到了粗糙裂缝的裂缝宽度和衰减系数之间的关系。对水平裂缝井眼模型进行数值模拟,研究正弦形状的粗糙裂缝对斯通利波的影响。采用迂曲度对裂缝表面的粗糙程度进行描述。实验结果显示随着裂缝表面刻槽的增加,斯通利波的衰减系数也会增加。模拟结果显示粗糙裂缝的宽度越小,和同样宽度的光滑的裂缝衰减系数之间的差距越大。通过拟合建立了斯通利波衰减系数与裂缝宽度、迂曲度的关系式。     

等效裂缝渗流模型在天然裂缝储层产能预测中的应用

 为了研究天然裂缝发育的低渗透油藏产能特征,根据连续介质理论,简化了裂缝系统,建立了天然裂缝的等效渗流模型,得到了等效渗流模型稳态渗流的产能方程。应用产能方程进行实例计算,所得单井产能结果与实际油田单井产能相符合,验证了该产能方程的正确性及适用性。分析了裂缝宽度、裂缝长度和裂缝渗透率对产能的影响,结果表明,裂缝长度对产能的影响更大;当裂缝渗透率和裂缝宽度达到一定值之后,要提高产量应主要增加裂缝的长度。     

鄯善油田裂缝体系及对注水开发效果的影响

目的 为较好地开发鄯善油田,研究了裂缝对油田开发的影响。方法在研究鄯善油田宏观裂缝和微观裂缝特征的基础上,采用岩心古地磁定向和倾角测井解释。结果确定了该区裂缝方位主要为NE和NW向,是燕山构造运动时期形成的;分析了天然裂缝的有效性,探讨了天然裂缝对人工压裂的影响,认为NW向天然裂缝与现今最大水平主应力方位夹角很小,压裂裂缝主要沿NW向开裂;最后分析了裂缝对注水的影响。结论在布井时应避免沿天然裂缝和最大水平主应力方向布置注采井,注水压力应低于地层破裂压力。     

基于随机扩展方法的致密油储层裂缝建模研究

现有的储层裂缝建模方法大多忽略了储层裂缝扩展历史与裂缝属性随机分布特征之间的本质关系,所建裂缝模型多为不考虑断裂尖端扩展历史的静态模型,因而不可能给出有效的区域裂缝信息。针对裂缝建模难题,提出了基于裂缝扩展反演模型的裂缝建模方法。首先,基于裂缝扩展规律,采用扩展有限元方法,利用模拟退火技术,建立裂缝扩展反演模拟模型;然后,采用克里金模型和断裂力学模拟系统,综合构造和成像测井裂缝解释资料,构建多场趋势克里金估计模拟模型。选取大情字井地区青山口组扶余致密油层作为实验区,建立了该区块的裂缝扩展模型和裂缝分布模型。实验表明,构建的基于随机扩展有限元模拟的裂缝建模方法可以克服现有裂缝建模方法的不足,可提高裂缝性油藏的表征精度。     

裂缝性地层水力裂缝非平面延伸模拟

受天然裂缝作用影响,裂缝性地层的水力裂缝可能延伸为多分支、非平面的复杂裂缝体系,这与均质地层压裂产生的对称双翼平面裂缝具有巨大的差异。由于常规水力裂缝延伸模型无法用于模拟裂缝性地层中水力裂缝非平面延伸的裂缝形态和裂缝几何,为此,基于水力裂缝相交天然裂缝转向延伸路径的等效平面裂缝思想,建立了水力裂缝非平面转向延伸的数学模型,并推导了相应的数值求解方法。模拟计算表明,当水力裂缝沿天然裂缝转向延伸时,水力裂缝缝宽在延伸路径上表现为非连续分布,在转向延伸段突变减小,受缝宽减小节流效应影响,井底流体压力升高。影响因素分析表明,水平地应力差和逼近角越大,转向延伸段缝宽越小,对支撑剂输送限制越大;施工排量和压裂液黏度越高,包括转向延伸段在内,整个延伸裂缝段的缝宽越大,支撑剂在裂缝内的运移越容易,压裂施工风险越低。研究为认识裂缝性地层水力裂缝非平面延伸特征提供了思路和方法,为裂缝性地层压裂设计提供了理论依据,具有重要的理论价值和现实意义。     

裂缝性储层射孔井水力裂缝张性起裂特征分析

基于弹性力学和岩石力学理论,考虑天然裂缝与射孔孔眼相交的空间关系,结合张性起裂准则,建立了裂缝性储层水力裂缝沿天然裂缝的张性起裂压力计算模型.计算结果表明:水力裂缝沿天然裂缝的张性起裂压力较岩石本体起裂压力显著降低,裂缝性储层水力裂缝倾向沿天然裂缝起裂.张性起裂压力大小对比分析表明,孔眼指端和孔眼顶部位置天然裂缝的张性起裂压力最小,为水力裂缝的最易起裂点;天然裂缝为低倾角时,水平最大和最小地应力方位的张性起裂压力差变小,水力裂缝将从井眼不同周向方位同时起裂延伸,扩展为径向缝网.实例计算分析证实了裂缝性储层水力裂缝的起裂特征.     

基于电阻率的混凝土裂缝测量方法

基于四探针电阻率测量技术,依据试验测得的混凝土表观电阻率变化确定裂缝位置.在考虑到干燥环境、潮湿环境和输入电流方向对裂缝导电能力影响的前提下,采用数值模拟技术探讨了表观电阻率随裂缝深度的变化规律,并将实际裂缝简化为等效裂缝,进而提出裂缝等效电路和等效电阻的方法,研究了表观电阻率与裂缝密实度的关系.结果表明,依据电阻率测量方法可以准确地找出裂缝位置,裂缝深度和密实度与表观电阻率变化有较好的相关性;在干燥环境下,输入电流方向垂直于裂缝时表观电阻率随着裂缝深度或裂缝等效电阻率的增加而增大,输入电流方向平行于裂缝时表观电阻率随裂缝深度或裂缝等效电阻率的增加而减小;在潮湿环境下,输入电流方向垂直于裂缝时表观电阻率不随裂缝深度或裂缝等效电阻率的变化而改变,输入电流方向平行于裂缝时表观电阻率随裂缝深度或裂缝等效电阻率的增加而减小.     

罗1井区压裂水平井裂缝系统优化

 为了提高水平井压裂效果的成功率和有效率,在压前的施工设计中要充分考虑裂缝参数的优化。针对水平井压裂特点,在非均质低渗透油藏模型的基础上,以数值模拟软件Eclipse为技术手段,对影响水平井压裂后产量的裂缝参数包括裂缝方位、裂缝位置、裂缝条数和非均匀裂缝长度等进行了优化研究。研究结果表明,水平井产量随着裂缝条数、裂缝长度和裂缝导流能力的增加而增加;对于不同裂缝布局,根部和端部裂缝的间距小于内部裂缝的间距;由于裂缝的干扰作用,不同位置的裂缝产量不同,处在中间位置的裂缝产量最低。     

裂缝各向异性油藏孔隙度和渗透率计算方法

裂缝性油藏介质由基质和有效裂缝组成.利用岩心分析、测井、地震、薄片分析等静态描述手段测试并计算了基质的孔隙度和渗透率,得到裂缝的宽度、密度和方位等参数.以油藏流体流动模型为基础,利用生产、试井、试采或试油数据求出油藏总渗透率,再结合裂缝参数确定裂缝系统的各向异性渗透率.采用随机裂缝模型,由裂缝渗透率和裂缝宽度计算得到裂缝孔隙度.该方法给出了裂缝和基质系统的渗透率与孔隙度间的定量关系,确定的参数分布合理而完善;考虑了油田各种基础资料数据采集的成本和可行性,具有经济、高效、实用的特点.该方法的应用较好地解决了辽河油田小22块火山岩裂缝性油藏预测模型难以建立的问题.