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国家自然科学基金(51234006)

作品数:19 被引量:273H指数:9
相关作者:陈勉金衍李根生盛茂张然更多>>
相关机构:中国石油大学(北京)中国石油大学(北京)中国石油更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家杰出青年科学基金中国石油大学(北京)科研基金更多>>
相关领域:石油与天然气工程建筑科学天文地球矿业工程更多>>

文献类型

  • 19篇中文期刊文章

领域

  • 15篇石油与天然气...
  • 2篇建筑科学
  • 1篇天文地球
  • 1篇矿业工程

主题

  • 8篇压裂
  • 6篇页岩
  • 6篇水力压裂
  • 4篇岩石力学
  • 3篇页岩气
  • 3篇应力
  • 3篇物理模拟
  • 3篇井壁
  • 3篇储层
  • 2篇地层
  • 2篇地应力
  • 2篇射孔
  • 2篇渗流
  • 2篇数值模拟
  • 2篇水力裂缝
  • 2篇水平井
  • 2篇平井
  • 2篇钻井
  • 2篇物理模拟实验
  • 2篇裂缝

机构

  • 9篇中国石油大学...
  • 9篇中国石油大学...
  • 4篇中国石油
  • 3篇西南石油大学
  • 2篇中国石油天然...
  • 1篇中国石油大学...
  • 1篇佐治亚理工学...
  • 1篇华北油田公司
  • 1篇中国石油冀东...
  • 1篇中国石油化工...
  • 1篇中海油能源发...

作者

  • 9篇陈勉
  • 9篇金衍
  • 5篇李根生
  • 4篇盛茂
  • 3篇侯冰
  • 3篇卢运虎
  • 3篇张然
  • 2篇程万
  • 2篇邵尚奇
  • 2篇葛伟凤
  • 2篇夏阳
  • 1篇葛洪魁
  • 1篇张亚坤
  • 1篇赵金洲
  • 1篇郭建春
  • 1篇姚军
  • 1篇田守嶒
  • 1篇赵志红
  • 1篇李良川
  • 1篇范鑫

传媒

  • 3篇石油钻探技术
  • 2篇岩土工程学报
  • 2篇岩石力学与工...
  • 2篇钻采工艺
  • 2篇中国海上油气
  • 2篇石油科学通报
  • 1篇科学通报
  • 1篇中国矿业
  • 1篇工程力学
  • 1篇煤炭学报
  • 1篇中国石油大学...
  • 1篇Intern...

年份

  • 1篇2019
  • 1篇2018
  • 2篇2017
  • 2篇2016
  • 6篇2015
  • 5篇2014
  • 2篇2013
19 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
大斜度井水力压裂裂缝扩展模拟实验分析被引量:15
2016年
针对大斜度射孔井水力压裂中裂缝形态复杂,易造成压裂加砂难的问题,通过物理模拟实验研究了大斜度射孔井中水力裂缝的起裂、转向及扩展形态。研究表明,不同水平应力差条件下,井斜角、方位角和射孔相位角的变化会导致不同的水力裂缝形态:当井斜角小于20°或大于80°、方位角小于30°、水平应力差大于3 MPa、射孔相位角为60°时,两翼裂缝平滑扩展,裂缝形态简单;当井斜角为40°~60°、方位角大于30°、水平应力差小于3 MPa、射孔相位角为90°时,裂缝的扭曲程度大,次级裂缝多,裂缝形态复杂。上述认识与冀东油田滩海403X1区块现场压裂统计结果相吻合,可为提高大斜度井压裂成功率提供参考。
侯冰张儒鑫刁策李良川程谟骥
关键词:大斜度井水力压裂物理模拟实验
一种基于页岩损伤规律的井壁坍塌压力确定方法被引量:3
2014年
页岩的破坏有劈裂式、单剪切式、双剪切式等3种模式,而目前常用于预测井壁坍塌压力的Mohr-Coulomb准则仅适用于发生单剪切式破坏的井壁。针对该问题,首先基于最小耗散能原理和损伤力学,建立了包括页岩损伤演化方程、损伤阈值应变计算式、极限损伤变量计算式的页岩损伤力学模型;然后,以具有代表性的塔里木盆地群库恰克地区页岩地层标准岩心为研究对象,进行了常三轴抗压室内试验,并将试验得到的应力-应变曲线与理论曲线进行了对比分析,发现吻合较好;最后,将理论模型与室内试验结果相结合,研究了应变能密度与岩石破坏时应变、损伤阈值应变之间的关系曲线,并确定出维持井壁稳定的最低钻井液密度。分析认为,利用该种维持井壁稳定最低钻井液密度的确定方法,可以确定页岩地层的井壁坍塌压力。
程万金衍陈勉徐彤陈刚
关键词:岩石力学页岩坍塌应力井眼稳定
水平井螺旋射孔参数对近井筒裂缝形态影响规律被引量:3
2017年
射孔井压裂施工中,射孔参数选择不当易造成水力裂缝无法沟通尽量多的射孔孔眼或造成多缝起裂,引起近井筒复杂裂缝状态,从而降低井筒与水力裂缝的沟通性,影响后续支撑剂填加作业,导致压裂失败。射孔参数优化对降低破裂压力以及避免近井筒裂缝复杂性具有重要意义。前人多采用数值模拟与室内物理模拟方法针对直井或斜井条件下的0°或180°相位射孔参数进行优化,所研究的裂缝形态多为沿井眼轴向扩展的水力裂缝,而对于水平井螺旋射孔条件下横向水力裂缝的扩展规律以及相应射孔参数优化方面的研究较少。本文采用数值计算与物理模拟相结合的方法研究水平井螺旋射孔参数对近井筒裂缝形态的影响规律,建立实验室尺寸的三维水平井螺旋射孔有限元模型,分析了不同孔眼处起裂压力的分布规律,并基于最小起裂压力原则,得到能有效降低模型起裂压力的最小孔径与孔密参数。在此射孔参数组合基础上,为研究继续增加孔密或孔径对水平井水力裂缝形态的影响,也为验证有限元方法在水平井螺旋射孔参数优化方面的有效性,设计了不同螺旋射孔参数的混凝土试样进行真三轴水力压裂物理模拟。实验结果显示,采用传统有限元方法对水平井螺旋射孔参数进行优化具有局限性,其优化参数条件下,孔眼间水力裂缝连接性较差,从单个孔眼起裂的水力裂缝倾向独立扩展,无法形成沟通多个孔眼的主裂缝面以增强水力裂缝与井筒的连通性;在有限元优化结果基础上增加射孔孔径,一定程度上增强了孔眼间水力裂缝的连接,但整体依然存在裂缝重叠区域,且破裂压力也较高;相比于增加孔径,增加射孔密度更能促进射孔间水力裂缝的相互连接,形成沟通多个孔眼的主裂缝面,在保证破裂压力较低的情况下降低了近井筒裂缝的复杂性。研究成果可为现场作业提供指
单清林金衍韩玲韩玲
关键词:水平井
泥页岩地层水力裂缝延伸方位研究被引量:9
2014年
以非线性断裂力学理论为基础,通过应力叠加原理,推导出了ⅠⅡ型复合水力裂缝起裂角的解析模型。利用该模型计算了裂缝与最大水平主应力方向夹角为0°、30°、60°和90°时的裂缝端部塑性区域范围,并将利用该模型计算出的起裂角与利用最大周向应力准则计算出的起裂角进行了对比。结果表明:裂缝与最大水平主应力方向夹角为0°、30°、60°和90°时的裂缝端部塑性区域的范围分别是0~0.18,0~0.45,0~0.45和0~0.18倍半缝长;裂缝与最大水平主应力方向夹角为0°时,裂缝的起裂角为180°;当裂缝与最大水平主应力方向夹角增大至90°时,起裂角降为0°;在裂缝与最大水平主应力方向夹角及缝内流体压力相同的情况下,利用该模型计算出的起裂角比利用最大周向应力准则计算出的大0°~20°;在裂缝与最大水平主应力方向夹角相同的情况下,缝内流体压力为55 M Pa时的起裂角比缝内流体压力为45 M Pa时的大0°~40°。研究表明,利用非线性断裂力学研究泥页岩地层起裂是可行的,研究结果可以为水平井分段压裂优化提供一定的理论指导。
邵尚奇田守嶒李根生盛茂
关键词:泥页岩水力压裂
Analytical solutions for characteristic radii of circular roadway surrounding rock plastic zone and their application被引量:10
2019年
In the non-uniform stress field, the surrounding rock plastic zone of the circular roadway shows different shapes under the different confining pressure conditions. Based on the boundary shape characteristics of the plastic zone, the characteristic radii of the plastic zone were proposed, namely the horizontal,longitudinal and medial axis radii, which could reflect the plastic zone shapes characteristics and classify the sizes of the key parts. On the theoretical basis of elastic-plastic mechanics, analytical solutions for the characteristic radii were obtained by theoretical deduction, and the relationships between the characteristic radii and key influencing factors were analyzed. Finally, the evaluation criterion of the circular roadway surrounding rock plastic zone shapes, evaluation criterion of the location of potential hazards caused by the roadway surrounding rock and evaluation critical points of roadway dynamic disasters based on characteristic radii were proposed. This work could provide a theoretical basis for stability analysis of the surrounding rock, support design, and guide the prevention and control of dynamic roadway disasters.
Xiaofei GuoZhiqiang ZhaoXu GaoXiangye WuNianjie Ma
关键词:INHOMOGENEOUSCHARACTERISTICRADII
页岩气渗流数学模型被引量:21
2015年
针对页岩气藏流体运移机理复杂、传统模型难以准确描述的难题,本文综合考虑页岩气在孔隙中的黏性流动、Knudsen扩散以及吸附气的表面扩散和因岩石变形引起的滑移分别建立自由气和吸附气扩散方程,建立页岩气在基质与裂缝中的渗流数学模型,并采用非线性非平衡Langmuir吸附理论分析页岩气渗流过程中的解吸附机理.通过数值模拟方法研究了不同流动机制对页岩气产量的影响,结果表明,吸附气的表面扩散与滑移对页岩气产量的影响均在0.1%以下,可以忽略;黏性流动与Knudsen扩散主导页岩气的渗流;非平衡吸附速率对页岩气产量影响较大,吸附速率越大,产量越大.本文建立的模型能较好地揭示页岩气的复杂渗流机理,并为页岩气藏的开发提供了科学基础.
夏阳金衍陈勉陈康平
关键词:页岩气渗流数值模拟
水力压裂过程的扩展有限元数值模拟方法被引量:23
2014年
建立了基于扩展有限元法的水力压裂数值模拟方法,使水力裂缝独立于网格存在,无需预设裂缝扩展方位。在扩展有限元计算框架下,将裂缝面处理为求解域内边界,将缝内水压力转化为相关单元等效节点力;运用考虑缝内水压力作用的相互积分法来数值求解缝尖应力强度因子;采用最大能量释放率准则确定裂缝是否继续扩展及扩展方位;最终编制了计算机程序。利用该方法数值模拟了单条水力裂缝在恒定水压力作用下作非平面扩展,所得结果分别与室内试验和解析模型相对比。结果表明,数值结果与室内试验和解析解吻合较好,缝尖应力强度因子最大相对误差不高于0.45%,验证了该方法的可行性和准确性。
盛茂李根生
关键词:水力压裂数值模拟油气井裂缝
非均匀应力场中井筒卸载过程井壁围岩孔隙弹性动力响应机制被引量:3
2018年
传统井壁稳定理论没有考虑流体和固体的惯性作用,无法解释井筒受力变化下井壁失稳的本质。为了分析井筒卸载过程中井周应力场瞬态演化过程,揭示井壁围岩孔隙弹性动力响应机制,基于Biot饱和多孔介质弹性动力学理论,综合考虑孔隙流体、固体颗粒的压缩性及惯性、黏滞耦合作用,建立多孔弹性地层非均匀地应力场中表征井筒卸载过程井壁围岩动力响应的数学模型,通过对模型进行分解,采用Laplace变换和位移变换法,得到非轴对称井周应力解析解,分析井筒卸载过程井周应力场瞬时波动现象。研究表明:固体和流体的惯性作用导致井筒卸载早期井周孔隙压力与应力场产生波动,该现象传统理论无法揭示;井筒卸载过程中卸载速率越大,孔隙压力与应力的波动峰值越大;卸载后的井底压力越高,径向应力波动峰值越大,环向应力波动峰值越小。建立的模型为动载条件下井壁稳定力学分析提供了理论基础,并对认识钻井过程井下复杂事故具有重要工程意义。
夏阳文豪金衍陈勉卢运虎
关键词:岩石力学饱和多孔介质非均匀地应力动力响应井壁稳定
含裂缝混合岩性致密油储层压裂裂缝起裂与扩展实验研究被引量:8
2016年
我国部分含天然裂缝的混合岩性致密油储层受岩石非均质性的影响,压裂裂缝起裂与延伸规律复杂,裂缝形态认识不清,采用北美缝网压裂思路进行增产改造后产量差异较大。为此,本文采用岩性复杂、天然裂缝发育的大港油田沧东孔二段致密油储层井下岩样,进行三轴力学测试、矿物组分测试和CT扫描,对储层岩样的力学参数、矿物组分和天然裂缝展布情况进行了分析,选取其中含有水平、低角度、高角度和复杂天然裂缝的井下岩样进行真三轴压裂实验,并采用CT扫描对压裂裂缝进行监测,以研究含天然裂缝的混合岩性致密油储层压裂裂缝起裂与扩展规律。实验结果表明:(1)根据对压裂效果的有利程度,可将压后裂缝形态分为以下3类:水力单缝、沿天然裂缝开启和复杂裂缝;(2)天然裂缝是压后裂缝形态的主要控制因素;(3)实验中,水力裂缝遭遇天然裂缝时出现3种延伸模式:沿天然裂缝张开、穿过天然裂缝(直接穿过、转向后穿过)、被天然裂缝阻断,应力差大小决定了以上3种延伸模式;(4)天然裂缝发育程度严重影响破裂压力和压裂液滤失量。实验结果对认识含天然裂缝的混合岩性致密油储层压裂裂缝形态,评价此类储层缝网压裂效果提供了依据。
张然李根生郭建春
关键词:CT扫描
页岩气储层水力裂缝转向扩展机制被引量:65
2013年
从页岩储层岩石断裂力学角度出发,推导三维空间中水力裂缝激活和转向控制方程,将转向扩展的水力裂缝视为不连续正应力条件下的连续延伸。分析控制裂缝转向扩展形态的关键因素和力学特征并进行实例计算。结果表明:从主裂缝扩展长度方向看,水平地应力差越大,裂缝转向后宽度越窄;压裂液排量和黏度越大,裂缝转向后剩余能量越大,裂缝宽度越大;水力裂缝和天然裂缝初始逼近角约为30°时最容易沿天然裂缝发生转向;水力裂缝发生转向后表观形态有较大变化,裂缝向偏离最大主应力方向扩展,造成裂缝宽度变窄:裂缝打开能量的过多耗散造成裂缝总体长度和体积变小;水力裂缝转向能扩展为2~3种裂缝模式的复合。
陈勉
关键词:页岩气水力裂缝岩石力学
共2页<12>
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