中国石油天然气集团公司“各向异性变形介质油藏及流固耦合渗流机理研究”项目通过鉴定

中国石油天然气集团公司“各向异性变形介质油藏及流固耦合渗流机理研究”项目通过鉴定

一、中国石油天然气集团公司项目“各向异性、变形介质油藏及流固偶合渗流机理研究”通过鉴定(论文文献综述)

穆永亮[1](2021)在《沙曲一矿多分支井仿叶脉顺层布井基础研究》文中研究表明为了实现煤层瓦斯资源的高效开发,并确保矿井的安全高效生产,应用仿生学理论对沙曲一矿3+4#煤层多分支井的顺层布井进行优化。通过理论分析、实验研究以及数值模拟相结合的方法,明确了3+4#煤层与叶片在结构和流体运移特性两个方面的相似性,对比分析了不同叶脉状钻井的抽采效率,阐明了叶脉状钻井瓦斯抽采的高效性,为多分支井的顺层布井仿叶脉优化提供了理论支撑。主要研究成果如下:选取八角金盘、元宝槭、南紫薇、石楠、青木以及猴樟6种植物叶片样本,对叶片的宏观结构特征进行观测统计,猴樟叶片的一、三级叶脉密度最小,其二级叶脉密度也仅高于青木叶片。基于蒸腾驱动法测定了不同叶片的水力导度,南紫薇叶片的水分传输效率最高,其次为猴樟叶片。基于X-rayμCT扫描技术表征了叶肉组织和煤孔裂隙的结构特征,通过数值模拟计算分析了叶片质外体和煤逾渗团的渗透率各向异性。明确了煤逾渗团结构单元的几何形态参数分布与南紫薇叶片质外体最为相近,煤逾渗团的分形维数及其等效孔隙网络模型的配位数与猴樟叶片质外体最为相近,煤逾渗团的渗透率各向异性特征与猴樟叶片质外体最为相近。提出了多分支井顺层布井仿叶脉优化原则,根据不同的叶脉结构设计了18种多分支井布井方案,建立了瓦斯抽采流-固-热耦合数值模型,研究分析了渗透率各向异性对产气量的影响以及不同叶脉状钻井的抽采效率。对比叶脉状钻井与SQN-0501-4井组的单位井长累积产气量,验证了猴樟状与南紫薇状钻井瓦斯抽采的高效性。从四个方面阐明了叶脉状钻井瓦斯抽采的高效性:分析了叶脉状钻井的施工及排采作业对煤层渗透率与压力传导的影响;通过划分渗流场,利用保角变换和等值渗流阻力法研究了叶脉状钻井结构参数对瓦斯渗流阻力与表皮效应的影响;以沙曲一矿3+4#煤层为工程背景,应用数值模拟方法分析了渗透率各向异性条件下,叶脉状钻井结构参数对产气量的影响;根据钻井布置的几何形态,对比分析了猴樟状和南紫薇状钻井的井段失效风险和筛管完井作业难度。研究成果进一步完善了多分支井顺层布井仿叶脉优化的理论体系,对于煤层瓦斯资源的高效低成本开发及提高瓦斯灾害防治效果具有重要的理论及实际意义。该论文有图99幅,表27个,参考文献239篇。

张润旭[2](2020)在《高能气体冲击压裂煤系复合储层裂缝穿层扩展机理研究》文中提出针对目前广泛应用的水力压裂在岩性与结构复杂、黏土类矿物含量高、塑性强的煤系复合储层中遇到层界面时,裂缝易出现钝化、“T”型或“工”字型扩展等难穿层问题,提出了采用具有压力峰值高、压力传递速度快的高能气体冲击压裂方法进行穿层压裂的研究思路。重点采用理论分析与数值模拟相结合的方法,系统研究了煤系复合储层的地质条件、高能气体冲击参量及其对冲击压裂缝穿层扩展的影响规律与机理。研究成果将为煤系复合储层穿层压裂合层高效开采提供压裂方法和工程参数优选的理论依据。论文开展的主要工作与取得的主要结论如下:(1)建立了高能气体冲击压裂煤系复合储层的地质-工程模型。以鄂尔多斯盆地临兴区块含煤地层为研究背景,分析了该区块煤系气储层结构特征、力学特征、矿物成分和含气性以及高能气体冲击压裂的施工方案,构建了考虑煤层及其顶底岩性组合、煤岩层及层间界面物理力学性质和地应力等地质特征以及水平井布置、初始导向射孔位置、施爆位置和装药量等工程特征的高能气体冲击压裂煤系复合储层的地质-工程模型,为压裂缝穿层扩展数学模型与数值模拟的研究奠定了基础。(2)建立了高能气体冲击压裂煤系复合储层裂缝动态扩展的数学模型,并对该模型进行了求解。以火药燃烧学、流体力学、断裂力学理论为基础,结合火药几何燃烧、气体定常流动、裂缝稳定扩展等基本假设,分析了高能气体冲击压裂煤系复合储层时火药的燃烧过程、射孔孔眼处气体泄流过程、裂缝壁面气体非达西渗滤过程、裂缝起裂和穿层的临界条件,构建了由火药爆燃加载、缝内气体流动、缝壁气体滤失、裂缝扩展和裂缝穿层判别等子模型组成的高能气体冲击压裂缝动态扩展数学模型;以微元法为基础,将裂缝扩展的整个过程划分为若干步长,通过压力变量将每个步长中的各子模型耦合,以时间步长增量为主线变量完成微元间的迭代循环,实现了对高能气体冲击压裂缝穿层扩展数学模型的快速、准确求解。这一成果实现了对复合储层冲击压裂过程中任意时刻裂缝形态的定量描述与层间界面处裂缝是否穿层的判别,弥补了传统模型只能表征单一层裂缝扩展的缺陷。(3)揭示了地质条件与高能气体冲击参量对压裂缝穿层扩展的影响规律。在构建的煤系复合储层冲击压裂缝穿层扩展数学模型及其求解方法的基础上,以临兴区块9号煤层及其顶底板组成的煤-泥岩-砂岩复合储层的地质条件为背景,模拟分析了储层地质条件与高能气体冲击参量对压裂缝穿层扩展的影响规律。结果表明:冲击载荷一定时,裂缝更易由高剪切模量、低泊松比、高密度的储层穿层进入低剪切模量、高泊松比、低密度的储层,界面倾角越小、界面粘结强度越大越有利于裂缝穿层;特定地质条件下,冲击载荷的加载速率越大越有利于裂缝穿层。层间弹性模量差增大时,高能气体冲击压裂缝的穿层高度、宽度与体积均呈线性规律增大;层间泊松比差增大时,高能气体冲击压裂缝的穿层高度与宽度呈负指数规律降低,裂缝体积呈线性规律减小;冲击载荷加载速率升高时,复合储层中压裂缝的穿层高度、宽度、体积均呈指数规律增加;冲击载荷压力峰值增加时,复合储层中压裂缝的穿层高度、宽度呈线性规律增大,压裂缝的体积呈指数规律增大。(4)揭示了高能气体冲击压裂缝穿层扩展的能量机制。在定性分析裂缝尖端能量传递规律的基础上,采用ABAQUS模拟软件,以临兴区块泥-砂岩复合储层为背景,选用指数型粘聚本构模型与Newmark-β显示动态时间积分方案模拟了不同加载速率下裂缝遇到界面时其尖端能量释放率的变化规律,揭示了压裂缝穿层扩展的能量机制。结果表明:裂缝遇到层间界面后,穿层方向与沿界面方向缝尖能量释放率的增速比随缝内载荷加载速率的升高呈对数规律增大,说明相较于沿界面方向,高加载速率更有利于穿层方向缝尖能量释放率的增长;裂缝到达复合储层界面时的扩展行为,取决于此时穿层方向与沿界面方向缝尖能量释放率谁先达到各自的临界值,加载速率越快穿层方向缝尖能量释放率的增速相应越快,穿层方向缝尖能量释放率越易率先达到临界值,裂缝越易穿层扩展;高能气体冲击压裂时裂缝内载荷的加载速率相较于水力压裂高5~6个数量级,裂缝尖端的能量更多的向穿层方向传递和集聚,这是相同地质条件下水力裂缝易沿界面扩展而高能气体冲击压裂缝穿层扩展的原因。(5)对煤系复合储层高能气体冲击压裂的最佳起裂层位进行了优选。以临兴区块9号煤及其顶底板组成的煤-泥岩-砂岩复合储层的地质条件为背景,对不同起裂层位下压裂缝的穿层扩展高度进行了模拟计算;以压裂缝穿层扩展高度为评价指标,优选了该复合储层高能气体冲击压裂的最佳起裂层位。结果显示:在9号煤及其顶底板组成的煤-泥岩-砂岩复合储层中,顶板砂岩层厚度1/4处起裂时压裂缝的穿层扩展高度最大,为13.5 m,是该复合储层高能气体冲击压裂的最佳起裂层位。

张骄[3](2020)在《知识图谱在页岩气水力压裂项目管理中的应用研究》文中研究表明自从知识图谱分析技术出现以来,该技术的应用正逐渐呈现爆发的趋势,关于知识图谱应用方面的文献在近几年来也大量涌现,目前大多集中在管理、医疗、图书情报管理等传统的数据统计分析需求强烈的行业。尽管如此,随着知识管理的理念已经深入到社会中的各行各业,各类专业文献资料和行业文献数据库也得到了蓬勃发展,这为知识图谱技术在各行业的应用奠定了良好的基础。本文主要针对石油与天然气行业的页岩气水力压裂项目开展研究。由于目前页岩气水力压裂已成为我国天然气生产中亟需继续攻关的难点问题和目前研究的热点问题,大量与页岩气水力压裂相关的文献资料在几年来不断涌现,包括页岩气储层地质研究、资源评价、孔隙结构分析、页岩气在页岩页岩储层和水力裂缝中的流动机理、水平井分段压裂工艺等各分支领域。然而相关的大量文献知识并没有进行有效整合,很少有研究将知识图谱技术应用于石油行业,以至于将知识图谱应用于其中的页岩气水力压裂工程项目管理中更属于研究空白。本文的主要研究工作是从WOS和中国知网数据库中获取文献并构建页岩气水力压裂工程项目的知识图谱。首先从WOS数据库中获取相关的文献信息,借助于CiteSpace等软件工具得到15616条文献信息,并进一步处理后,通过聚类分析技术得到17个有效聚类,然后对各个聚类所代表的主题和内容进行详细分析。然后从中国知网数据库中检索获得3295条相关文献记录,并在已有的聚类基础上从高突现关键词、高中介中心性关键词以及关键词随时间的变迁等方面分析当前国内的页岩气水力压裂的研究前沿。通过以上分析,可以完整的建立页岩气水力压裂的知识图谱,并能够前瞻性地指导项目的整体运作、资源配置、时间管理和风险管理等该类项目管理的各个方面,这对于我国今后能够安全高效地开发页岩气具有重要的指导和借鉴意义。

张立强[4](2020)在《煤层瓦斯抽采中煤体破裂与气体渗流规律研究》文中研究指明随着国内中东部矿井逐渐进入深部开采阶段,高瓦斯含量、低渗透性煤层的动力灾害治理问题日益突出。但在目前国内外研究中,尚无统一的数学模型对深部条件下瓦斯渗流规律进行描述。因此,本文采用实验研究和理论分析的手段,对标准煤样中瓦斯渗流规律、煤体力学性能以及钻进过程中煤体的破坏规律进行研究。基于实验结果,建立了煤层瓦斯抽采的双孔双渗耦合数学模型,并进行了数值求解。最后将所建立的数学模型应用到现场实际工程中,分别对侧向采动压力、煤层注水软化和聚能爆破等技术条件下瓦斯的抽采效率进行了模拟和分析,并与现场数据进行了对比。本文主要研究内容和成果如下:(1)开展了煤样气体渗流实验,研究了不同含水率、不同有效压力条件下,煤样力学参数与瓦斯渗流特征,得到了不同渗流条件下煤样的渗透率、单轴抗压强度和破坏形态的变化规律。(2)研究了钻进扰动下大尺寸煤岩样的变形、破坏及声发射规律。根据试样破坏特征的不同,将试样损伤分为初始钻进破坏、小范围钻进破坏和较大范围结构性破坏三个不同阶段,钻进实验的声发射规律反应了试样内微小裂隙汇集成较大裂隙的过程。(3)基于标准煤样气体渗流实验,在分析煤层中瓦斯渗流的气-固耦合现象基础上,建立了各向异性条件下煤层双孔渗透率模型,研究了裂隙不同方向变形对渗透率的影响,并将该模型与渗流数据、已有渗透率参考模型数值解进行对比,验证所建立渗透率模型的合理性。进一步建立起采动影响下瓦斯抽采效率数学模型、煤层注水影响下气-水两相渗流数学模型和聚能爆破作用下煤层断裂和瓦斯渗流数学模型,并进行了数值求解和验证。(4)对鹤壁三矿4102工作面侧向采动压力影响下瓦斯抽采效率进行了数值模拟研究。研究结果表明:在侧向采动压力影响下,抽采钻孔围岩的损伤破坏有助于提高煤层的渗透率,进而改善瓦斯的抽采效率;而在支承压力区内,地应力的集中降低了裂隙开度和该区域内渗透率,抑制了瓦斯的渗流,瓦斯抽采效率是煤层变形破坏和瓦斯解吸流动两者共同作用的结果。(5)利用所建立的数学模型对平煤十矿25010工作面煤层注水消除瓦斯涌出进行了模拟。结果表明:外界水的注入对煤层有软化、破坏两种作用结果。对于注水钻孔,自由水的流动对煤层软化、破坏作用明显,煤层渗透性的提高有助于瓦斯向钻孔和周围内消散;但当延伸至自由水润湿区,此时自由水封堵作用占据主导地位,并促使瓦斯由单一气相流动转变为气-水两相渗流,降低了游离瓦斯相对渗透率,减少了孔隙瓦斯向裂隙内扩散。(6)利用所建立的聚能爆破数学模型,对白坪矿掘进迎头瓦斯消突工程进行了模拟。在所建立模型中,对比了常规爆破和聚能爆破优缺点,研究了岩性变化、不同装药方式对煤层地应力分布、瓦斯压力和含量的影响。研究结果表明,聚能爆破作为一种新的煤层增透措施,可达到快速断裂煤层完整性的目的。爆破所产生的断裂、损伤区域可快速提升煤层渗透性,促进瓦斯快速向外界环境扩散。同时,爆破工艺可根据掘进面地质条件而动态调整,达到高效消除瓦斯灾害的目的。该论文中有图98幅,表35个,参考文献共134篇。

汪鹏[5](2020)在《新疆砂砾岩油藏压裂水平井流固耦合产能模型》文中认为目前新疆MH区块致密砂砾岩油藏采用“水平井+体积压裂”的主体开发模式,与早期常规直井压裂相比开发效果较好,然而由于其储层渗流关系复杂,产能预测较为困难,严重地制约了该类油藏水平井体积压裂的参数优化设计。因此,亟需建立适用于致密砂砾岩油藏的产能预测模型。本文针对砂砾岩油藏产能难以准确预测的难题,基于储层缝网改造系统模型,建立了体积压裂水平井的流固耦合产能预测模型,并进行了求解及应用。其中具体研究内容包括:首先,针对该类油藏水平井体积压裂中存在不同缝网改造模式,建立了考虑启动压力梯度的基质渗流和离散网络裂缝渗流的双重介质不稳定渗流模型;然后在此基础上,改进了渗透率和应力的耦合交叉模型,,形成了基于流固耦合效应的致密砂砾岩油藏体积压裂水平井产能模型,并利用有限元方法对模型进行了数值求解;接着对比分析了未耦合与全耦合体积压裂水平井产能的差异,并对模型进行了拟合验证,利用所建模型研究了产能影响因素的变化规律,采用灰色关联分析法计算了各影响因素的权重系数,确定了致密油藏产能模型的主控因素;最后,在实例应用部分中利用所建模型优化了压裂参数,为提高单井产能奠定了基础。本文基于砂砾岩油藏特征,考虑流固耦合因素建立了较为适用的体积压裂水平井产能预测模型,该模型对砂砾岩油藏压裂参数优化具有一定的实际指导意义。

白建文[6](2020)在《转向压裂关键参数 ——转向角表征及主控因素》文中进行了进一步梳理我国低渗透致密油气藏分布广、储量大,油气井自然产能低,水力压裂是低渗透致密油气田增产增效的首选措施和有效方法。随着开发时间的延长,单井产量低,剩余储量动用困难。通过实施转向压裂人工干预改变裂缝延伸的方向,有利于在在油气层中沟通更多未动用的油气流通道,裂缝能更大程度接触油气赋存区域。转向角是转向压裂的关键参数之一,它是新缝与旧缝之间的夹角,表征原有裂缝的转向程度,影响油气储层转向压裂改造效果。转向压裂过程中,转向角的大小受多重因素影响,除储层物性等人为不可控因素外,还受施工参数和暂堵剂等人为可控因素制约。现有暂堵剂类型众多,性质差异明显,暂堵剂影响转向角变化规律缺乏系统研究,现场转向压裂效果缺乏定量的表征参数,影响转向压裂效果主控因素不明确,亟待开展转向压裂关键参数转向角表征和主控因素研究。基于上述转向压裂过程中表征参数和主控因素存在的问题,本文开展两方面的创新性研究。其一,针对现有转向压裂转向角表征方法的缺陷,提出以暂堵剂暂堵前后裂缝发生偏转角度的差值定量表征重复压裂转向角的技术手段,建立转向角与暂堵剂性能之间的相关性模型,揭示暂堵剂性能影响转向角规律。克服了因物模尺寸、检测精度等限制导致的转向角表征准不准确的难题,真实反映了转向角的变化趋势,有助于深入研究转向角的变化规律;其二,针对转向压裂主控因素众多,转向压裂效果评价缺乏统一表征参数等难题,提出以转向角为关键参数的转向压裂效果评价方法,建立转向压裂效果与转向角、岩石力学性能、暂堵剂性质和施工参数等主控因素之间相关性模型,揭示转向压裂过程各主控因素的影响规律,为现场转向压裂改造方案制定,暂堵剂类型选择和性能优化提供理论依据与方案指导。结果表明:(1)颗粒浓度和转向角呈负相关,颗粒粒径和转向角呈负相关,表面摩阻系数和转向角呈正相关。纤维浓度和转向角呈负相关,纤维直径和转向角呈负相关,纤维长度与转向角呈正相关,即长度越长,转向角越大。流体密度和转向角呈负相关,黏度、动塑比和转向角呈正相关,这是因为颗粒浓度与粒径越小,表面摩阻系数越大,相同尺度空间内颗粒堆积结构密度越大,承压强度越大,提高裂缝净压力越高,降低最大最小水平应力差值幅度越大,转向角越大。纤维浓度与直径越小、长度越大,相同空间内纤维堆积密度越大,承压强度越大,提高裂缝净压力越高,降低最大最小水平应力差值幅度越大,转向角越大。单位体积内囊泡含量越高,黏度、动塑比越大,囊泡强度越大,即相同形变下封堵结构承压强度越大。此时,绒囊流体提高裂缝净压力越高,降低最大最小水平应力差值幅度越大,转向角越大。(2)颗粒类暂堵剂暂堵改造后,通过地面压力、井底压力监测和净压力分析,暂堵后有明显的升压现象,且超过了两向应力差值,具有转向效果。从产量上,日增油1.46t,同井排邻井油井实施重复压裂措施日增油0.94t,增产效果突出。现场应用表明,通过优化颗粒类堵剂性能,有效提高转向角,增大转向增产效果。纤维类暂堵剂暂堵改造后,微地震监测地层裂缝从初始东西走向转变为东北形态,具有转向效果,且单井转向压裂后产量较邻井存在明显提高。绒囊类暂堵剂暂堵改造后,计算提高地层原始裂缝承压能力约5.14MPa,降低最大最小主应力差值超过5MPa,转向程度明显。(3)转向压裂过程暂堵材料几乎沿着水平井段内井筒底部向前运移;暂堵材料在炮眼处受流场变化的影响可能发生转向,这主要受惯性力和拖曳力的影响;泵注排量对于暂堵剂转向的影响应当具有最优值。当排量低于该值时,增大排量有利于暂堵剂转向进入炮眼,而当排量高于最优值时,增大排量反而会降低暂堵剂在炮眼处的转向率。携带液粘度越高,暂堵材料的转向率也越大;地层非均质性对于暂堵材料转向率的影响较大,当暂堵材料流经炮眼下方时,在流场拖曳力作用下,暂堵材料上扬程度不同,炮眼的分流比越大,暂堵材料上扬程度越高。在上述研究基础上,建立了转向压裂转向角表征方法,揭示了暂堵剂影响转向角变化规律,研究了转向角影响转向压裂效果,明确了转向压裂关键参数作用机制和主控因素,为转向压裂中转向角度控制方法和对策提供理论指导。

王国营[7](2019)在《高温作用下油页岩热物理、渗流、力学特征各向异性演化规律及其应用》文中进行了进一步梳理油页岩属于沉积岩,矿物的天然沉积和排列造成其在物理、传热、渗透及力学特征等方面表现出较强各向异性。油页岩原位开采是指油页岩在地下实施高温干馏,在这个过程中油页岩物理力学特征各向异性随温度改变,这将会影响油页岩原位注热开采过程中温度传导规律、渗流规律、污染物迁移规律和井筒稳定性。因此,揭示实时高温作用下油页岩的热物理特征、渗透特征、力学特征、变形特征各向异性演化规律对油页岩原位开采高效进行具有重要意义。本文通过室内试验研究了实时高温作用下油页岩的热物理、渗流特征、力学特征、变形特征各向异性演化规律。建立了考虑油页岩各向异性热流固耦合数学模型,并结合室内试验获得的高温作用下油页岩各向异性的传热、渗流、力学参数,采用COMSOL多场耦合数值软件对原位注蒸汽热解油页岩进行了数值研究,分析了注蒸汽开采过程中油页岩储层温度场、渗流场、应力场、变形场的分布规律及产油产气规律。具体研究内容和主要结论如下:(1)采用NETZSCH LFA 457激光导热分析仪、SYC-2型超声岩石参数测试仪、显微CT设备分别研究了不同温度作用下油页岩的热传导系数、波速、裂纹扩展的各向异性变化规律。研究表明:垂直层理方向的热传导系数和波速在20℃~350℃线性下降,350℃~500℃快速下降,且在400℃时明显下降,500℃~600℃逐渐趋于稳定。平行层理方向的热传导系数和波速随在20℃~500℃线性下降,500℃~600℃趋于稳定不变。在不同温度下,热传导系数和波速在同一层理方向变化规律一致,二者呈线性关系。(2)采用太原理工大学自主研制的高温三轴岩石稳态法渗流测试系统和高温三轴脉冲法低渗测试系统研究了油页岩20℃~600℃平行层理方向及垂直层理方向渗透率随温度变化规律。研究表明:平行层理方向渗透率(kpar)在20℃~300℃渗透率随温度升高而升高,300℃~350℃由于裂隙闭合kpar出现下降,在20℃~350℃渗透率处于2.3×10-19至2.9×10-18m2之间,处于低渗透率阶段,当温度上升至400℃,平行层理方向裂隙增多导致kpar突增至6.4×10-17m2,为20℃时的440倍,400℃为kpar随温度变化的阈值温度,随着温度继续升高kpar持续快速增大,直至550℃后kpar增大速度变缓;垂直层理方向渗透率(kper)在20℃~450℃处于超低渗阶段,渗透率量级为10-20及以下,在450℃时由于大孔的连通导致渗透率突然增大至2.77×10-19m2,450℃可以称为kper随温度变化的阈值温度,随着继续温度升高kper继续增大,在550℃后kper微弱下降。(3)采用太原理工大学自主研发的高温单轴岩石试验机结合声发射测试系统,研究了20℃~600℃油页岩垂直层理和平行层理方向力学特征及声发射特征随温度的演化规律。研究表明:垂直层理方向油页岩的弹性模量和抗压强度随着温度升高先降低再升高,并且在400℃抗压强度和弹性模量达到最小值;100℃时自由水蒸发导致平行裂缝出现,平行层理方向抗压强度和弹性模量出现第一次骤降,而后处于稳定阶段,当温度升至400℃时由于干酪根热解产生大量裂缝,强度出现第二次骤降,而弹性模量微微上升,而后随着温度继续升高略微上升。高温作用下平行层理方向和垂直层理方向的油页岩的声发射现象表现出明显的各向异性,垂直层理方向试件破坏时峰值能量率先增大后减小;平行层理方向试件破坏时峰值能量率逐渐减小后微微上升。(4)利用太原理工大学自主研发的高温三轴岩石实验系统研究了20℃~600℃不同应力约束下油页岩垂直和平行层理热变形、蠕变随温度变化规律。研究表明:在油页岩垂直层理方向,无约束条件下油页岩试件随温度呈膨胀变形;在2MPa恒定轴压约束下试件随温度表现为压缩变形,压缩变形剧变温度点为200℃,5MPa约束下变形规律相似但数值不同,变形剧变温度点仍为200℃;10MPa恒定轴压约束下,压缩变形剧变温度点变为100℃。在平行层理方向,无约束状态下试件为膨胀变形;当轴向压力为2MPa和5MPa时其变形规律均为先膨胀再压缩再膨胀再压缩变形;轴向压力为10MPa时为压缩变形。蠕变规律:垂直和平行层理方向蠕变变形随着时间呈压缩状态且与时间呈对数关系,分别在200℃和350℃时蠕变速率最大。(5)建立了考虑油页岩各向异性热流固耦合数学模型,利用室内实验测得的各向异性传热、渗流、力学、变形参数,采用COMSOL多场耦合数值软件对原位注蒸汽热解油页岩进行了数值研究,研究结果表明:油页岩储层的温度场分布与过热蒸汽在储层中的运移密切相关,在温度场边缘形成了温度快速降低带;对油气产量影响最大的因素为渗透率的各向异性,其次是力学参数的各向异性,而热传导系数的各向异性对油气产量影响不大。

李志超[8](2019)在《低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究》文中研究说明我国低渗油藏资源丰富,其有效开发依赖于水力压裂技术的应用。在胜利油田,主要低渗油藏类型有滩坝砂、砂砾岩、浊积岩、泥页岩等,其水力压裂改造效果与水力裂缝的扩展特征密切相关。水力裂缝在扩展过程中受地应力、储层岩性、物性、天然裂缝等不可控地质因素以及施工排量、压裂液粘度、射孔条件等可控施工因素的影响,其扩展特征不易预测。本文首先运用数值模拟方法研究了水力裂缝的复杂性及其受地应力和天然裂缝的影响,其次研究了岩石脆性对水力裂缝扩展特征的影响,随后研究了作为胜利油田当前重点开发对象的砂砾岩的储层特性、水力裂缝扩展模式,并借鉴部分页岩储层改造复杂缝的思想尝试在巨厚砂砾岩储层中改造复杂缝,最后针对多薄砂砾岩储层改造的难点进行分析和数值模拟研究。主要工作和研究成果如下:(1)运用结合了数字图像技术和有限元方法的数值模拟方法研究了复杂水力裂缝的形成过程,发现天然裂缝很大程度上控制了水力裂缝的扩展路径,根据声发射场特征揭示了天然裂缝在水力作用下的破坏机制为拉伸-剪切复合模式。不同天然裂缝发育密度的试件中分别形成了多分支缝、简单缝网和复杂缝网,结果表明天然裂缝密度越大,模型的改造压力越小,形成的裂缝越复杂。不同地应力差的试件中形成了双翼曲折缝、多分支缝和简单缝网,表明低地应力差储层将有更大的机会压裂出复杂缝,而在地应力差异系数高于1.0的储层很难压裂出具有一定规模的复杂缝。(2)运用数值模拟方法从细观力学的角度分别研究了岩石脆性对页岩与砂砾岩水力裂缝扩展特征的影响。结果表明,脆性页岩矿物/储层更易发育较多的天然裂缝,有利于形成复杂缝;水力裂缝易于在脆性矿物/储层中扩展,不易在延性矿物/储层中扩展,延性矿物/储层中水力裂缝的改造压力大于脆性矿物/储层;脆性矿物/储层中水力裂缝伴生有多个小裂缝,相对于延性矿物/储层形成的单一平直缝更利于复杂缝的形成。针对砂砾岩,改进了适合胜利油田某区块的脆性指数,以此为评价标准研究了砂砾岩试件的单轴破坏特征和水力裂缝扩展特征,结果表明,脆性试件单轴压缩时破坏面不规则,形态复杂,延性试件破坏面较单一;脆性试件中水力裂缝主缝伴有小分支,而延性试件裂缝较为单一;延性试件破裂压力和延伸压力均大于脆性试件,其水力裂缝扩展速度没有脆性试件裂缝快;水力裂缝易于在脆性砂砾岩部分扩展,不易在延性部分扩展,且缝高在脆性指数最大的部分扩展得最充分。(3)研究了目标区块砂砾岩的储层特征,并通过数值模型研究了砂砾岩试件的尺寸效应和水力裂缝扩展模式。结果表明,砂砾岩试件抗压强度在小尺度下尺寸效应明显;压裂数值模型中形成了环绕型绕砾缝,这种裂缝是不连续的,其特征与常规水力裂缝有诸多不同,在室内实验中不易发现。总结了砂砾岩试件中水力裂缝扩展模式及其出现的条件,阐述了实验室尺度下水力裂缝扩展模式对于现场压裂改造的研究价值在于水力裂缝的复杂性。(4)以胜利油田某巨厚砂砾岩储层为工程背景,研究了砂砾岩储层的纵向分布特征、非均质性,以及目标井段水力压裂形成的X形水力裂缝,并与现场微震监测结果相对比,剖析了 X形水力裂缝的形成原因:(Ⅰ)砂砾岩储层中砾石弱界面以及天然裂缝引起的非均质性;(Ⅱ)近距离两条水力裂缝同向扩展时的应力干扰。对比X形裂缝与页岩储层水力裂缝的复杂性,认为其通常不如页岩储层形成的水力裂缝复杂,原因在于砂砾岩储层中天然裂缝的发育密度较小以及砾石弱界面的连续性不够强。对水力裂缝的横向改造范围影响因素的研究表明,水平地应力差越小时,水力裂缝越复杂,横向改造范围越大;施工排量越大,水力裂缝越复杂,横向改造范围越大;压裂液粘度越大,横向改造范围越小。对比三个因素发现,水力裂缝横向改造范围对水平地应力差的变化最敏感,施工排量次之,对压裂液粘度最不敏感。(5)针对胜利油田某区块多薄砂砾岩储层压裂改造存在的缝高受限的难点进行了分析,运用基于内聚力模型考虑了多裂缝流量分配的数值模拟方法建立目标井段的数值模型,研究了水力裂缝的扩展特征,并与现场微震监测与多级子阵列声波测井结果进行对比验证。运用数值模拟方法研究了隔层条件、射孔方案以及层理对水力裂缝缝高的影响,数值模拟结果可为低渗多薄砂砾岩储层的压裂设计提供参考。

庄端阳[9](2019)在《开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究》文中研究表明大型地下水封石油洞库兼具大储量、高安全性、强应急能力、低造价、节约土地资源等优点,是目前国际上石油(气)等能源储存的主要方式之一。由于地下水封石油洞库通过在地下水位以下一定深度开挖大型洞室,采用天然地下水和人工水幕系统的水封作用将油品封存在洞室内,所以洞库围岩渗流和稳定性是其建设过程中面临的基础科学问题。在强卸荷开挖作用下,洞库围岩易发生地下水渗漏和围岩失稳等问题,这些问题本质上是呈级序分布的不同尺度破坏相互耦合作用,并在洞库围岩上的串级显现的结果。本文从大型地下水封石油洞库围岩变形破坏的多尺度特性出发,集成洞库围岩节理数字摄影测量、RFPA(Rock Failure Process Analysis)数值试验和工程数值仿真的优势,提出一种大型地下水封石油洞库多尺度等效力学分析方法。同时,基于地下水封石油洞库微震监测,研究开挖过程中的洞库围岩微破裂时空分布特征,圈定和识别开挖作用下洞库围岩优势渗流通道,揭示开挖作用下洞库围岩失稳机理及其前兆规律,为地下水封石油洞库渗漏和失稳灾害的分析预警提供理论依据和技术支撑。本文主要完成内容有如下几个方面:(1)借助数字摄影测量和节理网络模拟技术,确定锦州某地下水封石油洞库围岩节理产状的分布概型及其概率分布特征参数,建立洞库围岩三维随机节理网络。采用RFPA数值试验方法,反分析洞库围岩细观力学参数。在此基础上,结合宏观节理网络模型,开展不同尺寸节理岩体数值试验,研究节理岩体力学参数的尺寸效应,获取节理岩体REV及其等效力学参数。基于岩体宏一细观等效原理,考虑岩石细观非均匀和宏观节理随机分布特征,提出了一种洞库围岩多尺度等效力学分析方法,实现对洞库围岩力学响应的多尺度等效数值仿真分析。(2)依托锦州某地下水封石油洞库工程,采用期望误差估计与主动触发测试相结合的方法优化微震传感器空间阵列。在此基础上成功构建了国内首套地下水封石油洞库施工微震监测系统,所构建的微震系统平均定位精度达到7.5 m,实现了对强卸荷开挖作用下的洞库围岩微破裂信息进行24小时连续监测。揭示了开挖过程中洞库围岩微破裂的时空分布规律,建立了围岩微震活动性与开挖施工之间的响应关系,确定了锦州某地下水封洞库储油洞室爆破开挖影响区范围达到120m,与经验公式法确定的爆破影响区范围基本一致。(3)突破传统以水位、水量等表观信息为依据进行洞库地下水渗漏分析的思路,着眼于围岩微破裂的连通特性及其扩展趋势,提出了基于微震监测的地下水封石油洞库围岩优势渗流通道三维实时识别方法。采用新生破裂面矩张量分析方法,获取开挖作用下围岩新生微破裂产状,基于图论模型和图的优先遍历方法,根据洞库渗流场数值模拟得到的围岩孔隙水压力的高低设置优势渗流通道的搜索优先级,查明开挖作用下围岩新生微破裂的空间连通性,圈定和识别了研究区域内的5条优势渗流通道,并通过水幕孔供水数据及现场踏勘验证了优势渗流通道方法的有效性。(4)基于岩石破坏过程中的能量耗散原理,讨论了开挖卸荷作用下大型地下水封石油洞库围岩能量转化形式及其演化规律,揭示了开挖卸荷作用下洞库围岩的能量积聚、释放和转移现象(3E现象),论证了采用微震能量分析洞库围岩能量演化及其稳定性的可行性。根据微震能量密度的演化特征,追踪开挖过程中围岩的3E现象,圈定洞库围岩的危险区域,并结合基于多尺度等效力学方法的围岩应力和变形分析,探究了洞库围岩的开挖稳定性,指出了累积视体积快速增长且微震能量密度显着增加的现象是洞室围岩失稳的前兆特征,为建立大型地下水封石油洞库稳定性的监测预警体系奠定基础。

张鹏飞[10](2019)在《基于核磁共振技术的页岩油储集、赋存与可流动性研究》文中研究指明页岩的储集特性、石油在页岩中的赋存规律和可流动性是目前页岩油地质研究的核心和难点问题,核磁共振是表征三者并建立有机联系的有效实验技术。本文针对渤海湾盆地东营凹陷沙河街组泥页岩,以核磁共振技术为核心,开展了X射线衍射、总有机碳及岩石热解、低温氮气吸附-解吸、扫描电镜、高压压汞、X射线CT扫描、热重分析、离心分析及渗流模拟等实验性工作。研究分析了页岩孔隙系统、孔隙结构及孔隙度和渗透率等储集特性,不同赋存状态页岩油的含量、赋存孔径及相互转换规律,以及页岩油可动量和流动规律,并识别了页岩有利岩相类型。系统开展了核磁共振技术在页岩孔隙系统、孔隙结构、孔隙度和渗透率研究中的应用,建立了基于核磁共振技术的页岩储集特性定量评价体系。基于页岩储层特征,标定了页岩核磁共振测试最佳参数,建立了页岩储集物性核磁共振测试方法(饱和油去干样基底方法),定量计算了页岩核磁共振孔隙度和渗透率。基于页岩饱和油T2谱分布特征,建立了页岩孔隙系统核磁共振T2谱识别方法,将页岩孔隙系统分为微小孔(<1 ms,<100nm)、中孔(1~20 ms,100~1000 nm)和大孔(>20 ms,>1000 nm)。基于氮气吸附测得的微小孔和扫描电镜分析的中孔孔径分布,建立了页岩T2谱孔径分布“分段联合”标定方法,定量评价了页岩全孔径分布特征。根据页岩T2谱峰分布,建立了页岩储层分级评价方法,将页岩储层分为四级,并计算了各级储层T2谱多重分形特征,定量评价了页岩储层孔隙结构的复杂性和非均质性。通过分析不同流体饱和状态的页岩、粘土矿物及干酪根核磁共振弛豫特征,建立了页岩主要氢核组分核磁共振T1-T2识别图版,揭示了页岩油赋存状态。应用热重、离心-核磁共振分析,建立了页岩吸附/游离油定量评价方法,分析了不同温度吸附/游离油含量和分布规律,阐明了页岩吸附/游离油相互转换规律,并建立了页岩吸附/游离油T2谱定量评价模型。揭示了页岩吸附、束缚及可动油的赋存孔径及核磁共振弛豫特征,建立了页岩油赋存模式。采用离心-核磁共振分析了页岩油可流动量,页岩油可动量较低,可流动性较差,可流动量随游离油量增加而增加。通过物理模拟实验,揭示了页岩油渗流规律,分析了有效应力和边界层效应对页岩油渗流的控制作用,页岩油渗流是二者综合作用的结果,建立了有效应力和边界层效应共同控制的页岩油渗流评价模型。分析了不同岩相页岩孔隙度、渗透率、吸附/游离油量、可动油量及渗流规律分布特征,揭示了页岩有利岩相类型,即纹层状富有机质钙质页岩和块状含有机质富硅质泥岩为最优页岩油储层,最有利于页岩油储集、赋存和流动。

二、中国石油天然气集团公司项目“各向异性、变形介质油藏及流固偶合渗流机理研究”通过鉴定(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、中国石油天然气集团公司项目“各向异性、变形介质油藏及流固偶合渗流机理研究”通过鉴定(论文提纲范文)

(1)沙曲一矿多分支井仿叶脉顺层布井基础研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 研究方法与技术路线
2 叶片结构与水力传输特性测试实验
    2.1 多分支井顺层布井仿叶脉优化设计思想
    2.2 叶脉宏观结构特征分析
    2.3 叶片水力导度测定实验
    2.4 叶片三维数字模型的构建与结构特征分析
    2.5 叶片质外体水渗流特性数值计算
    2.6 本章小结
3 煤孔隙结构表征实验与渗透率特性数值计算
    3.1 煤孔裂隙结构发育特征的实验测试
    3.2 煤渗流孔裂隙三维数字模型构建及其结构特征分析
    3.3 煤孔裂隙结构的渗透率特性数值计算
    3.4 本章小结
4 叶脉状钻井设计与瓦斯抽采多场耦合数值模拟
    4.1 叶脉状抽采钻井设计
    4.2 瓦斯抽采多物理场耦合控制方程
    4.3 瓦斯抽采多物理场耦合数值模型验证
    4.4 叶脉状钻井抽采效果
    4.5 本章小结
5 叶脉状钻井瓦斯抽采的高效性分析
    5.1 叶脉状钻井对煤层渗透率的改善作用
    5.2 叶脉状钻井与煤层割理系统的高效连通
    5.3 叶脉状钻井作用下的瓦斯渗流阻力
    5.4 叶脉状钻井井段失效风险评估
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
查新结论
作者简历
学位论文数据集

(2)高能气体冲击压裂煤系复合储层裂缝穿层扩展机理研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤系气成藏机理、储层类型、赋存机理与赋存模式
        1.2.2 煤系储层增透改造的技术与理论
        1.2.3 影响裂缝穿层扩展的因素
        1.2.4 裂缝穿层的判别
        1.2.5 裂缝穿层扩展的控制方法
        1.2.6 高能气体压裂技术与理论
        1.2.7 最佳起裂层位的优选方法
    1.3 存在的问题与发展趋势分析
    1.4 研究内容、方法及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 技术路线
第2章 煤系复合储层高能气体冲击压裂的地质-工程模型
    2.1 鄂尔多斯盆地临兴区块含煤地层
    2.2 鄂尔多斯盆地临兴区块煤系气储层及其物性特征
        2.2.1 煤系气储层
        2.2.2 储层矿物成分
        2.2.3 储层的含气性
        2.2.4 储层力学特性
    2.3 高能气体冲击压裂的施工方案
    2.4 高能气体冲击压裂复合储层的地质-工程模型
    2.5 本章小结
第3章 煤系复合储层高能气体冲击压裂缝动态扩展数学模型及其求解
    3.1 基本假设
    3.2 火药爆燃加载模型
        3.2.1 火药爆燃阶段
        3.2.2 散热泄压阶段
    3.3 缝内气体流动模型
        3.3.1 气体泄流模型
        3.3.2 缝内压力分布模型
    3.4 裂缝壁面气体滤失模型
    3.5 裂缝扩展模型
        3.5.1 裂缝起裂与止裂的判别模型
        3.5.2 裂缝形态计算模型
    3.6 裂缝穿层判别模型
        3.6.1 穿层方向缝尖能量释放率的计算模型
        3.6.2 沿界面方向缝尖能量释放率的计算模型
        3.6.3 裂缝穿层的判别准则
    3.7 模型求解
        3.7.1 火药爆燃加载子模型求解
        3.7.2 裂缝扩展子模型求解
        3.7.3 子模型间的耦合迭代
    3.8 本章小结
第4章 煤系复合储层高能气体冲击压裂缝扩展演化规律的数值模拟研究
    4.1 数值模型与参数
    4.2 冲击压裂缝在复合储层中的扩展演化
        4.2.1 井筒内高能气体压力的变化规律
        4.2.2 冲击压裂缝穿层扩展演化过程
    4.3 地质条件对层间界面处压裂缝穿层的影响
        4.3.1 层间剪切模量差对压裂缝穿层的影响
        4.3.2 层间泊松比差对压裂缝穿层的影响
        4.3.3 层间密度比对压裂缝穿层的影响
        4.3.4 界面倾角对压裂缝穿层的影响
        4.3.5 界面断裂能对压裂缝穿层的影响
    4.4 冲击参量对层间界面处压裂缝穿层的影响
        4.4.1 加载速率对压裂缝穿层的影响
        4.4.2 压力峰值对压裂缝穿层的影响
    4.5 地质条件对压裂缝扩展范围的影响
        4.5.1 层间弹性模量差对压裂缝扩展范围的影响
        4.5.2 层间泊松比差对压裂缝扩展范围的影响
    4.6 冲击参量对压裂缝扩展范围的影响
        4.6.1 加载速率对压裂缝扩展范围的影响
        4.6.2 压力峰值对压裂缝扩展范围的影响
    4.7 本章小结
第5章 高能气体冲击压裂缝穿层扩展的能量机制
    5.1 裂缝尖端能量传递规律的定性分析
        5.1.1 缝尖能量释放率
        5.1.2 缝尖能量释放率增速与裂缝扩展行为的关系
        5.1.3 缝尖能量释放率增速的数学模型
    5.2 加载速率影响缝尖能量释放率的数值模拟
        5.2.1 模拟方法与数值模型
        5.2.2 模拟结果与分析
    5.3 冲击压裂缝穿层与沿界面竞争扩展的能量机制
    5.4 本章小结
第6章 煤系复合储层高能气体冲击压裂最佳起裂层位优选
    6.1 不同起裂层位下压裂缝穿层扩展高度的数值模拟
        6.1.1 数值模型与模拟方案
        6.1.2 模拟结果
    6.2 不同起裂层位压裂缝穿层高度比较
    6.3 起裂层位选择及其合理性分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 独创性说明
    7.3 不足
    7.4 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(3)知识图谱在页岩气水力压裂项目管理中的应用研究(论文提纲范文)

学位论文数据集
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的
        1.1.3 研究意义
    1.2 论文研究内容及思路
        1.2.1 主要研究内容
        1.2.2 研究思路
        1.2.3 研究方法
        1.2.4 技术路线
    1.3 论文的创新点
第二章 相关理论简述
    2.1 页岩气开发
        2.1.1 页岩气
        2.1.2 全球页岩气开发简况
    2.2 水力压裂技术
        2.2.1 水力压裂技术的起源与发展
        2.2.2 水力压裂技术在页岩气行业中的应用现状
    2.3 知识图谱
        2.3.1 知识图谱的概念
        2.3.2 知识图谱的现有研究技术
        2.3.3 石油行业知识图谱
    2.4 项目管理
    2.5 知识图谱与项目管理
第三章 知识图谱构建
    3.1 WOS数据获取与处理
    3.2 WOS结果分析
        3.2.1 提取研究热点术语
        3.2.2 聚类信息分析
    3.3 中国知网数据获取与处理
    3.4 中国知网结果分析
        3.4.1 高突现性关键词分析
        3.4.2 高中介中心性关键词分析
        3.4.3 关键词的变迁分析
    3.5 页岩气水力压裂知识图谱构建
第四章 知识图谱在页岩气水力压裂项目管理中的应用
    4.1 页岩气水力压裂项目整合管理
        4.1.1 制定页岩气水力压裂项目章程
        4.1.2 制定页岩气水力压裂项目管理计划
        4.1.3 指导与管理页岩气水力压裂项目工作
        4.1.4 管理页岩气水力压裂项目知识
        4.1.5 监控页岩气水力压裂项目工作
        4.1.6 实施页岩气水力压裂整体变更控制
        4.1.7 结束页岩气水力压裂项目或阶段
    4.2 页岩气水力压裂项目范围管理
    4.3 页岩气水力压裂项目时间管理
        4.3.1 定义、排列页岩气水力压裂项目活动
        4.3.2 制定、控制页岩气水力压裂项目进度计划
    4.4 页岩气水力压裂项目资源管理
    4.5 页岩气水力压裂项目风险管理
    4.6 小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 论文的创新之处
    5.3 论文的不足与未来展望
参考文献
附录
致谢
作者和导师简介
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书

(4)煤层瓦斯抽采中煤体破裂与气体渗流规律研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
2 流-固耦合作用下煤样力学与渗透特性研究
    2.1 耦合实验平台与方法
    2.2 有效应力作用下煤样渗透率变化
    2.3 不同含水率煤样力学特性变化
    2.4 本章小结
3 钻孔过程中煤岩体损伤与破坏实验
    3.1 钻进实验设计与研究内容
    3.2 钻进破坏实验结果与分析
    3.3 钻进损伤数值实验研究
    3.4 本章小结
4 煤体变形与气体渗流的多场耦合模型
    4.1 瓦斯抽采气-固耦合数学模型
    4.2 气-水两相渗流数学模型
    4.3 爆破动载荷作用下煤层破坏及瓦斯渗流数学模型
    4.4 本章小结
5 侧向采动压力作用下瓦斯抽采效率模拟与分析
    5.1 鹤煤三矿工程背景与模拟方案
    5.2 采动作用下瓦斯抽采效率与分析
    5.3 注气强化抽采瓦斯的预测与分析
    5.4 本章小结
6 注水软化煤层作用下瓦斯抽采效率模拟与分析
    6.1 平煤十矿工程背景与实验方案
    6.2 注水后各组分流体含量变化
    6.3 注水工作面煤层损伤破坏过程
    6.4 本章小结
7 聚能爆破作用下瓦斯抽采效率模拟与分析
    7.1 白坪煤矿工程背景与模拟方案
    7.2 爆破后煤层响应及瓦斯渗流规律
    7.3 爆破孔增加后煤层的响应
    7.4 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(5)新疆砂砾岩油藏压裂水平井流固耦合产能模型(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 砂砾岩油藏分布
        1.2.2 体积压裂水平井产能预测模型
        1.2.3 流固耦合产能模型及求解方法研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第2章 MH区块基本油藏特征
    2.1 开发概况
    2.2 储层物性特征
        2.2.1 岩石学特征
        2.2.2 储层物性特征
        2.2.3 储集空间与孔隙结构
    2.3 地应力及岩石力学
        2.3.1 地应力状态
        2.3.2 岩石力学性质
    2.4 水平井开发规律及递减特征
    2.5 小结
第3章 致密油藏体积压裂水平井流固耦合产能模型
    3.1 致密油藏体积压裂水平井渗流场模型
        3.1.1 体积压裂水平井几何模型
        3.1.2 体积压裂水平井渗流数学模型
        3.1.3 渗流场求解定解条件
    3.2 致密油藏体积压裂水平井应力场模型
        3.2.1 本构关系方程
        3.2.2 几何方程
        3.2.3 应力平衡微分方程
        3.2.4 应力场求解定解条件
    3.3 渗流场-应力场动态交叉耦合模型
        3.3.1 裂缝渗透率耦合关系
        3.3.2 孔隙度耦合关系
    3.4 压裂水平井流固耦合产能模型求解
        3.4.1 流固耦合产能模型求解流程
        3.4.2 流固耦合产能模型有限元求解
        3.4.3 流固耦合产能模型求解结果
        3.4.4 流固耦合产能模型APP开发
    3.5 小结
第4章 压裂水平井流固耦合产能影响因素研究
    4.1 流固耦合产能模型对比验证
        4.1.1 流固耦合模型产能对比
        4.1.2 流固耦合产能模型验证
    4.2 产能影响因素分析
        4.2.1 应力敏感对产能的影响
        4.2.2 生产压差对产能的影响
        4.2.3 裂缝长度对产能的影响
        4.2.4 裂缝簇数对产能的影响
        4.2.5 裂缝导流能力对产能的影响
    4.3 产能主控因素权重分析
    4.4 小结
第5章 压裂水平井压裂参数优化及产能预测
    5.1 压裂参数优化
        5.1.1 裂缝半长优化
        5.1.2 裂缝簇数优化
        5.1.3 裂缝导流能力优化
    5.2 实例对比
    5.3 小结
第6章 结论
参考文献
致谢

(6)转向压裂关键参数 ——转向角表征及主控因素(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 转向压裂在油气增产稳产中的作用及意义
    1.2 转向压裂国内外研究现状
        1.2.1 转向压裂转向角影响因素研究现状
        1.2.2 转向角表征
        1.2.3 文献综述小结
    1.3 研究思路及研究内容
第2章 转向压裂室内实验、现场试验与数值分析
    2.1 转向压裂室内力学评价实验
        2.1.1 转向压裂室内力学评价
        2.1.2 转向压裂可行性评价
        2.1.3 真三轴暂堵转向压裂实验评价
    2.2 转向压裂现场试验
        2.2.1 杏12-X井应用颗粒暂堵转向试验
        2.2.2 苏东45-X井应用纤维暂堵转向试验
        2.2.3 苏东29-X井应用绒囊暂堵转向试验
    2.3 转向压裂关键参数影响规律模拟分析
        2.3.1 固体颗粒受力分析
        2.3.2 单球形颗粒在牛顿流体中自由沉降
        2.3.3 暂堵剂井筒运移模拟
第3章 转向压裂转向角表征及变化规律
    3.1 暂堵后裂缝转向角表征方法研究
    3.2 暂堵剂影响岩石力学参数变化规律
        3.2.1 暂堵剂影响岩石弹性模量、泊松比和主应力差值变化规律
        3.2.2 暂堵剂影响岩石脆性系数变化规律
    3.3 岩石力学参数与转向角的相关性
    3.4 暂堵剂影响转向压裂转向角规律
        3.4.1 颗粒暂堵剂影响转向角变化规律
        3.4.2 纤维暂堵剂对转向角影响规律分析
        3.4.3 绒囊暂堵剂对转向角影响规律分析
    3.5 本章小结
第4章 转向角影响转向压裂效果
    4.1 转向压裂关键工艺参数设计
        4.1.1 泵注排量
        4.1.2 暂堵剂用量
    4.2 转向压裂效果与转向能力的相关性
        4.2.1 颗粒类暂堵剂转向效果
        4.2.2 纤维类暂堵剂转向效果
        4.2.3 绒囊暂堵剂转向效果
    4.3 本章小结
第5章 转向压裂关键工艺参数及主控因素分析
    5.1 转向压裂过程暂堵颗粒运移规律
    5.2 转向压裂关键工艺参数影响规律分析
        5.2.1 泵注排量
        5.2.2 入井液性质
        5.2.3 地层性质
    5.3 本章小结
第6章 结论及建议
致谢
个人简历
参考文献

(7)高温作用下油页岩热物理、渗流、力学特征各向异性演化规律及其应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 油页岩的开发价值
        1.1.2 油页岩原位开采技术及其前景
        1.1.3 油页岩各向异性的特点
        1.1.4 原位开采技术面临的各向异性问题
    1.2 高温作用下岩石的传热、力学、渗流特征研究现状
        1.2.1 温度作用下岩石热物理特征各向异性的研究现状
        1.2.2 温度作用下岩石力学性质各向异性研究现状
        1.2.3 温度作用下岩石渗流特性各向异性研究现状
        1.2.4 考虑岩石各向异性多场耦合数值模拟研究现状
    1.3 高温作用下油页岩各向异性研究主要存在的问题
    1.4 本文的主要研究内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 温度作用下热物理特征各向异性演化规律
    2.1 引言
    2.2 实验试件、实验设备与方法
        2.2.1 试件制备
        2.2.2 高温作用下油页岩热传导实验设备与方法
        2.2.3 高温作用下油页岩波速实验设备与方法
        2.2.4 高温作用下油页岩热破裂实验设备与方法
    2.3 温度作用下油页岩热传导、波速及热破裂各向异性演化规律
        2.3.1 温度作用下油页岩热传导系数变化规律
        2.3.2 温度作用下油页岩波速变化规律
        2.3.3 温度作用下热破裂各向异性变化规律
        2.3.4 高温作用下热传导系数与波速各向异性系数分析
    2.4 波速、热传导系数、热破裂之间的关联分析
        2.4.1 热传导系数和波速与热破裂的关系
        2.4.2 热传导系数与波速的关系
    2.5 本章小结
第三章 高温三轴应力作用下油页岩渗透特征各向异性演化规律
    3.1 引言
    3.2 实验试件、实验设备与方法
        3.2.1 试件制备
        3.2.2 渗透实验设备与实验过程
        3.2.3 CT微观结构渗流场模拟方法
    3.3 CT微观结构渗流场模拟结果分析
    3.4 高温三轴渗透实验结果与分析
        3.4.1 平行层理和垂直层理方向渗透率随孔隙压力变化规律
        3.4.2 垂直层理和平行层理方向渗透率随温度变化规律
        3.4.3 油页岩渗透率各向异性系数随温度变化规律
    3.5 渗透率各向异性演化与孔裂隙各向异性演化的关系
    3.6 本章小结
第四章 高温作用下油页岩力学特征各向异性演化规律
    4.1 引言
    4.2 实验试件、实验设备与方法
        4.2.1 高温单轴压缩实验系统
        4.2.2 试件制备
        4.2.3 实验过程
    4.3 高温作用下油页岩的力学参数各向异性实验结果与分析
        4.3.1 高温作用下应力-应变特征分析
        4.3.2 高温作用下油页岩强度特征各向异性变化规律
        4.3.3 高温作用下油页岩弹性模量特征各向异性变化规律
        4.3.4 高温作用下油页岩的峰值应变各向异性变化规律
    4.4 高温作用下油页岩压缩过程声发射现象各向异性研究
        4.4.1 单轴压缩过程中声发射振铃计数各向异性变化规律
        4.4.2 单轴压缩过程中声发射能量率各向异性变化规律
    4.5 高温作用下油页岩的损伤特性各向异性研究
    4.6 本章小结
第五章 三轴应力约束下油页岩热变形与蠕变特征各向异性演化规律
    5.1 引言
    5.2 实验试件、实验设备与方法
        5.2.1 高温三轴变形实验设备
        5.2.2 试件制备
        5.2.3 热变形实验过程
        5.2.4 高温蠕变实验过程
    5.3 热变形和蠕变实验结果分析与讨论
        5.3.1 垂直层理和平行层理方向热变形随温度变化规律
        5.3.2 垂直层理和平行层理方向热变形随轴向压力变化规律
        5.3.3 热变形各向异性系数随温度和应力变化规律
        5.3.4 温度作用下蠕变变形各向异性演化规律
    5.4 温压作用下油页岩变形各向异性演化机理研究
        5.4.1 油页岩在应力作用下变形各向异性机理
        5.4.2 温度诱导油页岩变形各向异性演化机理
    5.5 本章小结
第六章 考虑油页岩各向异性原位注蒸汽开采数值研究
    6.1 引言
    6.2 热流固耦合数学模型及数值求解
        6.2.1 数学模型
        6.2.2 物理几何模型
        6.2.3 初始与边界条件
    6.3 高温作用下热流固各向异性参数的确定
    6.4 数值模拟结果及分析
        6.4.1 注蒸汽过程中储层孔隙压变化规律
        6.4.2 注蒸汽过程中储层温度变化规律
        6.4.3 注蒸汽过程中储层应力与位移变化规律
        6.4.4 注蒸汽过程中储层渗透率变化规律
        6.4.5 注蒸汽过程中油气产量变化规律
        6.4.6 传热、渗流、力学参数对油气产量影响敏感性分析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的论文及参加的科研项目
博士论文独创性说明

(8)低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关工作研究进展
        1.2.1 水力裂缝的复杂性研究
        1.2.2 岩石脆性与水力裂缝扩展特征的关系
        1.2.3 砂砾岩水力裂缝的扩展模式
        1.2.4 低渗砂砾岩储层的压裂改造
    1.3 目前存在的主要问题
    1.4 本文主要研究工作
2 数值模拟方法介绍
    2.1 RFPA数值模拟方法及算例验证
        2.1.1 RFPA计算原理简介
        2.1.2 非均质性在RFPA软件中的实现
        2.1.3 细观弹性损伤本构方程
        2.1.4 渗流控制方程
        2.1.5 算例验证
    2.2 模拟水力裂缝的孔压内聚力单元介绍
        2.2.1 孔压内聚力单元简介
        2.2.2 裂缝损伤准则
        2.2.3 裂缝扩展准则
        2.2.4 缝内流体流动
        2.2.5 多缝流量分配的实现
    2.3 本章小结
3 水力裂缝的复杂性研究
    3.1 RFPA数字图像技术
    3.2 水力裂缝复杂性表征
    3.3 复杂水力裂缝的扩展特征
        3.3.1 复杂水力裂缝的形成
        3.3.2 天然裂缝密度对水力裂缝复杂性的影响
        3.3.3 地应力差对水力裂缝复杂性的影响
    3.4 本章小结
4 岩石脆性对水力裂缝扩展特征的影响
    4.1 岩石的脆性和脆性指数
    4.2 页岩脆性及其对水力裂缝扩展特征的影响
        4.2.1 页岩脆性对天然裂缝形成的影响
        4.2.2 天然裂缝对页岩水力裂缝复杂性的影响
        4.2.3 页岩水力裂缝的扩展特征
        4.2.4 脆性与延性页岩水力裂缝扩展特征的差异
    4.3 砂砾岩脆性及其对水力裂缝扩展特征的影响
        4.3.1 砂砾岩的脆性
        4.3.2 脆性对砂砾岩水力裂缝扩展特征的影响
    4.4 本章小结
5 低渗砂砾岩储层特性及水力裂缝扩展模式
    5.1 低渗砂砾岩储层特征
        5.1.1 地层划分对比
        5.1.2 储层岩性
        5.1.3 储层物性
        5.1.4 储层非均质性
        5.1.5 储层各向异性
    5.2 砂砾岩强度的尺寸效应
    5.3 砂砾岩水力裂缝扩展模式
        5.3.1 数值模拟方法的优势
        5.3.2 砾石强度与地应力差的影响
        5.3.3 砾石形状和分布的影响
        5.3.4 扩展模式总结及其研究价值
    5.4 本章小结
6 巨厚低渗砂砾岩储层水力裂缝的扩展特征
    6.1 储层纵向分布特征
    6.2 砂砾岩的非均质性及其在软件中的处理
    6.3 巨厚砂砾岩储层水力裂缝的扩展
        6.3.1 储层概况
        6.3.2 水力裂缝的扩展
        6.3.3 水力裂缝的微震监测
        6.3.4 X形水力裂缝的形成原因
        6.3.5 X形水力裂缝的复杂性
    6.4 巨厚砂砾岩储层压裂改造范围影响因素
        6.4.1 水平地应力的影响
        6.4.2 施工条件的影响
    6.5 本章小结
7 低渗多薄砂砾岩储层水力裂缝扩展特征
    7.1 储层概况
    7.2 压裂改造的难点与分析
        7.2.1 压裂改造的难点
        7.2.2 难点分析
    7.3 多薄储层水力裂缝的扩展
    7.4 多薄储层缝高延伸影响因素研究
        7.4.1 隔层的影响
        7.4.2 射孔方案的影响
        7.4.3 层理的影响
    7.5 本章小结
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 创新点摘要
    8.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(9)开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 工程岩体多尺度力学研究
        1.2.2 地下水封洞库围岩渗流特性与稳定性研究
        1.2.3 地下洞室微震监测研究
    1.3 本文主要研究内容与研究路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究路线
2 洞库围岩节理测量、统计与模拟
    2.1 引言
    2.2 工程背景
        2.2.1 锦州某地下水封石油洞库工程概况
        2.2.2 工程地质和水文地质条件
    2.3 基于数字摄影测量的洞库围岩节理信息统计
        2.3.1 数字摄影测量系统
        2.3.2 洞库围岩节理测量和分组
        2.3.3 洞库围岩节理参数概率分布规律
    2.4 洞库围岩节理网络模拟
        2.4.1 统计均质区划分及模拟区域
        2.4.2 节理网络模拟参数
        2.4.3 节理网络生成
        2.4.4 节理网络模拟效果检验
    2.5 本章小结
3 洞库围岩表征单元体及多尺度等效力学分析方法
    3.1 引言
    3.2 围岩细观力学参数反分析
        3.2.1 RFPA基本原理
        3.2.2 细观力学参数
    3.3 洞库围岩尺寸效应及表征单元体
        3.3.1 数值分析模型
        3.3.2 尺寸效应分析
        3.3.3 REV及其等效力学参数
        3.3.4 等效力学参数的验证
    3.4 洞库围岩多尺度等效力学分析方法
        3.4.1 多尺度等效力学分析方法
        3.4.2 案例分析
    3.5 本章小结
4 地下水封石油洞库开挖过程微震活动特征研究
    4.1 引言
    4.2 洞库施工概况
    4.3 洞库微震监测系统构建与测试
        4.3.1 微震监测原理
        4.3.2 微震监测系统构建
        4.3.3 定位精度测试与波速优化
        4.3.4 波形识别和噪声滤除
    4.4 储油洞室开挖过程微震活动特征
        4.4.1 定量微震学理论
        4.4.2 微震时空分布规律
        4.4.3 微震活动特征与开挖施工的响应关系
    4.5 本章小结
5 开挖过程中的围岩优势渗流通道识别研究
    5.1 引言
    5.2 洞库施工期的围岩渗流规律
        5.2.1 RFPA~(2D)-flow基本原理
        5.2.2 典型洞库结构渗流规律分析
        5.2.3 岩脉影响区渗流规律分析
    5.3 新生微破裂的矩张量分析方法
        5.3.1 矩张量理论
        5.3.2 矩张量分析方法
        5.3.3 计算案例
    5.4 洞库围岩优势渗流通道识别
        5.4.1 洞库围岩新生微破裂的空间分布
        5.4.2 洞库围岩新生微破裂的连通性
        5.4.3 围岩优势渗流通道识别
    5.5 本章小结
6 开挖卸荷作用下洞库围岩能量演化规律与稳定性研究
    6.1 引言
    6.2 开挖卸荷作用下的洞库围岩能量演化规律
        6.2.1 开挖卸荷作用下岩体能量种类
        6.2.2 开挖卸荷作用下的岩体能量转化和3E现象
        6.2.3 开挖过程中洞库围岩能量演化特征
    6.3 基于多尺度等效力学分析的围岩稳定性
    6.4 洞库围岩失稳的微震前兆
        6.4.1 围岩失稳前兆分析方法
        6.4.2 围岩失稳的微震前兆特征
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
附录 第2章中K-S单样本检验量临界值表
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(10)基于核磁共振技术的页岩油储集、赋存与可流动性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
论文创新点摘要
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状及进展
        1.2.1 页岩储集特性
        1.2.2 页岩油赋存规律
        1.2.3 页岩油可流动性
    1.3 主要存在问题
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
    1.5 完成的主要工作量
第二章 核磁共振基本原理及方法
    2.1 核磁共振基本原理
        2.1.1 核磁共振分析物理基础
        2.1.2 核磁共振弛豫机制
    2.2 页岩核磁共振测试方法
        2.2.1 样品预处理
        2.2.2 核磁共振测试参数
        2.2.3 探针试剂
第三章 页岩实验分析及岩石学特征
    3.1 研究区概况及样品采集
    3.2 页岩实验分析
        3.2.1 有机地球化学及无机矿物组成分析
        3.2.2 储集特性研究
        3.2.3 页岩油赋存规律研究
        3.2.4 页岩油可流动性研究
    3.3 页岩岩石学特征
        3.3.1 有机地球化学特征
        3.3.2 无机矿物组成特征
        3.3.3 页岩岩相划分
第四章 页岩储集特性研究
    4.1 页岩孔隙系统类型分析
        4.1.1 页岩孔隙系统划分
        4.1.2 页岩储集空间类型及分布
        4.1.3 页岩孔隙系统核磁共振识别
    4.2 页岩孔隙结构分析
        4.2.1 页岩孔径分布表征
        4.2.2 页岩孔隙连通性表征
        4.2.3 页岩储层分级及非均质性定量评价
    4.3 页岩孔渗性分析
        4.3.1 孔隙度
        4.3.2 渗透率
        4.3.3 孔渗影响因素分析
第五章 页岩油赋存规律研究
    5.1 页岩油赋存状态分析
        5.1.1 页岩油赋存状态核磁共振识别
        5.1.2 热重-核磁共振页岩吸附-游离油定量表征
        5.1.3 离心-核磁共振页岩吸附-游离油定量表征
    5.2 页岩吸附-游离油转换规律分析
    5.3 页岩油赋存模式及影响因素分析
        5.3.1 页岩油赋存模式
        5.3.2 页岩吸附-游离油影响因素分析
第六章 页岩油可流动性评价
    6.1 页岩油可流动量分析
        6.1.1 页岩油游离量及可动量分布
        6.1.2 页岩油可动量影响因素分析及有利岩相类型
    6.2 页岩油渗流规律分析
        6.2.1 页岩油渗流规律及控制机理分析
        6.2.2 页岩油渗流评价模型研究
        6.2.3 页岩油渗流过程T_2谱分布
        6.2.4 页岩油渗流影响因素分析
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
作者简介

四、中国石油天然气集团公司项目“各向异性、变形介质油藏及流固偶合渗流机理研究”通过鉴定(论文参考文献)

  • [1]沙曲一矿多分支井仿叶脉顺层布井基础研究[D]. 穆永亮. 辽宁工程技术大学, 2021
  • [2]高能气体冲击压裂煤系复合储层裂缝穿层扩展机理研究[D]. 张润旭. 太原理工大学, 2020
  • [3]知识图谱在页岩气水力压裂项目管理中的应用研究[D]. 张骄. 北京化工大学, 2020(02)
  • [4]煤层瓦斯抽采中煤体破裂与气体渗流规律研究[D]. 张立强. 中国矿业大学, 2020(03)
  • [5]新疆砂砾岩油藏压裂水平井流固耦合产能模型[D]. 汪鹏. 中国石油大学(北京), 2020
  • [6]转向压裂关键参数 ——转向角表征及主控因素[D]. 白建文. 长江大学, 2020(01)
  • [7]高温作用下油页岩热物理、渗流、力学特征各向异性演化规律及其应用[D]. 王国营. 太原理工大学, 2019(03)
  • [8]低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究[D]. 李志超. 大连理工大学, 2019(06)
  • [9]开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究[D]. 庄端阳. 大连理工大学, 2019(06)
  • [10]基于核磁共振技术的页岩油储集、赋存与可流动性研究[D]. 张鹏飞. 中国石油大学(华东), 2019(01)

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中国石油天然气集团公司“各向异性变形介质油藏及流固耦合渗流机理研究”项目通过鉴定
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