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《相位对斜井射孔破裂压力的影响_刘欣》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第30卷第3期开发工程55相位对斜井射孔破裂压力的影响1,21321刘欣刘从箐刘同斌赵立强王强1.中国石油西南油气田公司采气工程研究院2.西南石油大学石油工程学院3.中国石油天然气集团公司四川石油管理局刘欣等.相位对斜井射孔破裂压力的影响.天然气工业,2010,30(3):55-56.摘要斜井破裂压力是压裂设计的一个重要参数,一般只能从已知射孔方位角来预测该参数。但现场采用的是非定向射孔,缺乏相应破裂压力
2、的预测方法,而传统的破裂压力计算方法并没有获得非定向射孔井破裂压力的变化规律。为此,针对射孔斜井的主应力与射孔夹角未知的情况,利用应力分析及裂缝起裂机理,分析相位对斜井破裂压力的影响,并分析了多缝破裂压力的变化及破裂压力与裂缝延伸条数的关系。结果表明:当射孔方位角变化,各个射孔破裂压力交替地达到最大、最小值,在某个方位角,相应有多个破裂压力;其中最小破裂压力对应射孔处裂缝最先产生,通过优化射孔参数可降低裂缝起裂压力、优化裂缝延伸参数。这为优化压裂设计、降低施工风险及提高后期改造效果提供了依据。关
3、键词水力压裂射孔破裂压力应力相位定向井数学模型DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.03.013切向应力为:1斜井井筒周围的应力场模型ab=ba=xxl1l2+yym1m2+zzn1n1+裂缝总是垂直于最小主应力方向延伸,分析井筒xy(l1m2+l2m1)+yx(m1n2+m2n1)+zx(n1l2+n2l1)周围应力方向,尤其是最小主应力的大小和方向,对于2破裂压力计算模型研究裂缝延伸是非常重要的。随着研究坐标系的角度[1
4、-5]变化,法向应力和剪切应力大小是不断变化的。即建立斜井井壁处应力场分布模型的就是要确定井(xx-)l+xym+xzn=0壁处的水力压裂裂缝起裂压力和起裂角的大小,而起(xy-)m+yxl+yzn=0裂压力和起裂角又取决于其中的主应力分布状态。对(zz-)n+zxl+zym=0于一个任意方向的井筒,径向应力r是主应力之一,其式中:是主应力,l、m、n是各自主应力与x、y、z的方他两个主应力可以利用复合应力理论计算。根据抗张向余旋。强度准则,当一个主应力超过岩石抗张强
5、度时,裂缝在[1-5]上式也可以表示为:井筒壁处起裂。3个主应力1、2、3的大小分别为:(xx-)xyxzl1=ryx(yy-)yzm=01222=[(+z)+(-z)+4z]2zxzy(zz-)n122根据坐标转换的张量形式为:3=[(+z)-(-z)+4z]2xmxnTmn=Tij根据岩石张性破裂准则,初始断裂应处于z平xixj[6-7]面内,由弹性力学理论,最大拉伸应力为:法向应力为:222122
6、aa=xxl1+yym1+zzn1+max()=[(+z)+(-z)+4z]22xyl1m1+2yxm1n1+2zxn1l1由此可以得到对应的破裂压力。作者简介:刘欣,1978年生,高级工程师,博士;主要从事采油工艺及增产措施的研究工作。地址:(618300)四川省广汉市中山大道南二段。电话:(0838)5151340,13158666575。E-mail:liuxinswpi@163.com56天然气工业
7、2010年3月[8-9]优选平面。3某个相位射孔斜井的破裂压力模型图1中采用120相位射孔完井,在得到任意射孔方位角对应的破裂压力下,3个射孔处对应的破裂压力分别为p1,p2,p2;某个角度对应的破裂压力应该为3个孔中对应最小的破裂压力,即min(p1,p2,p3),据此可以做出任意角度对应的破裂压力,也就得到了该相位射孔井在该地层对应的破裂压力变化范围。图3不同倾角90相位破裂压力变化范围图4结论1)当射孔方位角变化,各个射孔破裂压力交替地达到最
8、大、最小值,在某个方位角,相应有多个破裂压力,其中最小破裂压力对应射孔处裂缝最先产生。图1120相位射孔示意图2)当某个射孔恰好处于最小破裂压力处,其他射孔对应破裂压力会处于较高水平,如果近井效应不能下面的计算给出了120及90相位的射孔斜井的达到第二破裂压力,将可能只有对应这个破裂压力的第一破裂压力及第二破裂压力随射孔方位角变化的关射孔处起裂。系,并比较了不同斜度(30、50、70)情况下破裂压力3)当破裂压力相同的两处最有利于裂缝延伸,同
