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致密砂岩储层裂缝闭合机理研究

作　者: 颜海
导　师: 孟英峰
学　校: 西南石油大学
专　业: 油气井工程
关键词: 微凸体应力敏感可视化粗化处理校正系数
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 541次
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内容摘要

致密砂岩气藏在目前的气藏开发中占据着重要地位。裂缝是致密砂岩储层的一般特征，没有裂缝一般就没有效益。致密砂岩气藏开发是否成功，很大程度上取决于对天然裂缝系统的认识和利用。在井网规划、轨迹设计、注水开发等过程中，裂缝系统都起着举足轻重的作用。因此，裂缝是开发致密砂岩的关键问题所在。本文的目的是研究致密砂岩气藏中微缝的闭合机理，以期得到一个对现场有一定指导意义的研究结果。结合裂缝性储层应力敏感性研究现状，利用现代化测试手段，通过系列的室内实验以及深入的理论探讨，本文取得的研究成果包括以下几个方面：①从裂缝面上的微凸体入手，分析和对比了天然裂缝、人工但未经过处理的裂缝，以及经过粗化处理以后的人工裂缝的静态特征和动态变化，指出了经过粗化处理以后的人工裂缝模拟天然裂缝的依据；②Lade双曲服面屈服准则考虑了所有三个主应力或应力不变量对屈服与破坏的影响，能够较好的反应岩石材料的所有屈服和破坏特性。③裂缝内部空间的演化实验表明：大裂缝容易闭合形成小裂缝，但小裂缝闭合形成更小的裂缝就比较困难，造成这种现象的原因是微凸体接触以后受压继续变形要产生附加阻力。④通过直接测量渗透率求得的K-P关系式和通过考虑裂缝宽度和粗糙度对平行板模型的影响的间接求得的K-P关系式形式上完全相同，并且和前面研究裂缝闭合机理的时候得出的结论相符合，证明了用这样的一套方法来评价裂缝的应力敏感是可行的。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
1 绪论  7-21
  1.1 研究的意义  7-17
    1.1.1 低渗透砂岩储层的重要性及特征  7-8
    1.1.2 低渗砂岩裂缝的类型和地质成因  8-11
    1.1.3 钻完井中裂缝性低渗透砂岩储层的损害机理  11-14
    1.1.4 欠平衡钻井保护低渗透砂岩储层及存在问题  14-17
  1.2 低渗透砂岩裂缝的应力敏感性研究现状  17-19
    1.2.1 裂缝形态描述的研究现状  17
    1.2.2 裂缝闭合规律的研究现状  17-18
    1.2.3 裂缝中流体渗流规律的研究现状  18-19
  1.3 存在的问题以及研究的必要性  19
  1.4 本文主要研究内容及研究技术思路  19-20
  1.5 本文的创新点  20-21
2 低渗透砂岩裂缝基本特征  21-33
  2.1 裂缝的力学形成机制与分类  21-23
    2.1.1 裂缝的形成机制  21-22
    2.1.2 裂缝的分类  22-23
  2.2 裂缝的形态特征对渗透率的影响  23-24
  2.3 砂岩裂缝形态特征的三维面形研究  24-29
    2.3.1 光电三维面形仪测量系统测量原理  24-26
    2.3.2 裂缝面形态特征图像  26-29
  2.4 裂缝面形态特征参数的求取  29-32
    2.4.1 微凸体半径的两种计算方法  29-31
    2.4.2 断面粗糙度及JRC系数  31-32
  2.5 小结  32-33
3 低渗透砂岩储层裂缝的微观闭合机理研究  33-49
  3.1 裂缝闭合的影响因素  33-34
    3.1.1 岩石组分对裂缝闭合的影响  33-34
    3.1.2 颗粒之间接触关系对裂缝闭合的影响  34
    3.1.3 胶结方式对裂缝闭合的影响  34
  3.2 以往的微观闭合机理研究成果  34-35
  3.3 裂缝闭合机理的微观可视化研究  35-39
    3.3.1 可视化观测系统的测量原理和步骤  36-37
    3.3.2 实验结果与分析  37-39
  3.4 裂缝闭合的力学机理研究  39-48
    3.4.1 赫兹弹性接触理论  39-41
    3.4.2 塑性屈服准则的讨论  41-45
    3.4.3 裂缝闭合的弹塑性接触模型  45-48
  3.5 小结  48-49
4 裂缝闭合过程中流体的流动规律  49-71
  4.1 裂缝的渗流特征  49-54
    4.1.1 裂缝的开度和开启程度  49-51
    4.1.2 裂缝的方向  51
    4.1.3 裂缝的密度  51-52
    4.1.4 裂缝的渗透率  52
    4.1.5 裂缝储层渗透率的非均质性和各向异性  52-53
    4.1.6 裂缝的连通性  53-54
    4.1.7 裂缝的充填特性和溶蚀改造  54
  4.2 应力敏感性综合实验研究  54-59
    4.2.1 以往的应力敏感性损害的评价方法  54-55
    4.2.2 有效应力对岩心气测渗透率的影响  55-56
    4.2.3 有效应力对缝宽和液测渗透率的影响  56-59
  4.3 砂岩裂缝内部空间结构的演化  59-62
  4.4 平行板模型及其校正  62-67
    4.4.1 平行板模型及其校正方法  62-65
    4.4.2 参数a~*和b的求解  65-67
  4.5 关于气体钻井过程中的储层裂缝应力敏感性的讨论  67-69
  4.6 小结  69-71
5 结论与建议  71-73
致谢  73-74
参考文献  74-78

致密砂岩储层裂缝闭合机理研究

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