液-固相变转向压裂暂堵剂实验研究

作     者：李嘉政 

作者单位：中国石油大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：王琳琳

授予年度：2020年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：液-固相变转向压裂 转向机理 温度场模拟 转向压裂物理模拟 

摘      要：本文以智能相变压裂液为工作液,构建砂岩压裂裂缝扩展和温度场的耦合模型,精确描述压裂裂缝扩展过程中裂缝温度场随压裂时间和排量的变化关系,找出最佳相变温度点。然后针对最佳相变温度点,设置相变压裂液的相变温度,在不同三向应力场的作用下,定量描述相变压裂液的排量和压力与砂岩裂缝暂堵转向扩展的关系,揭示相变暂堵转向压裂液的作用效果的影响因素及其规律。实验结果表明:在耦合温度场模型计算中,转向压裂液注入排量与井底和裂缝端温度下降速度呈正相关,地层温度与井底和裂缝端温度平衡值呈正相关。在水平地应力差较小的条件下,试件易形成次级裂缝,初级裂缝与次级裂缝夹角大,转向压裂效果优良。随着水平地应力差的增加,初级裂缝与次级裂缝夹角减小,次级裂缝更难形成,裂缝会向垂直最小水平应力方向发生偏转。降低压裂液的排量更易开启次级裂缝,达到更好的转向压裂效果,提高压裂液排量裂缝扩展形态单一。试件温度对转向压裂裂缝扩展规律影响不明显,裂缝开启方向与偏转方向无较大差别。本文研究了新型液-固相变暂堵转向压裂液体系在转向压裂裂缝开启与延伸的规律,为该压裂液体系的现场施工提供了参考依据。