水力压裂对速度场及微地震定位的影响

水力压裂是页岩气开发过程中的核心增产技术,微地震则广泛用于压裂分析、水驱前缘监测和储层描述.微地震反演过程中,用于反演的速度模型往往基于测井、地震或标定炮资料构建,忽略了压裂过程中裂缝及孔隙流体压力变化对地层速度的影响.本文首先基于物质守恒、渗流理论和断裂力学模拟三维水力压裂过程,得到地下裂缝发育特征和孔隙压力分布.继而根据Coates-Schoenberg方法和裂缝柔量参数计算裂缝和孔隙压力对速度场的影响,得到压裂过程中的实时速度模型.最后利用三维射线追踪方法正演微地震走时和方位信息,并采用常规微地震定位方法反演震源位置及进行误差分析.数值模拟结果表明,检波器空间分布影响定位精度,常规方法的定位误差随射线路径在压裂带中传播距离增加而变大,且不同压裂阶段的多点反演法与单点极化法精度相当.     

数字流域模型的河网编码方法

在数字流域模型中提出了一种基于二叉树理论,并以二元形式表示的河网编码方法。这种编码方法能够实现任意河段的直接定位和高效的拓扑关系运算。阐述了数字流域模型河网编码方法的主要思路和基本定义,给出了这种编码方法对河网拓扑关系的描述方式,并结合实例分析了其数值特征。给出了数字流域模型的河网编码中若干具体问题的算法。     

浅谈原岩应力及测量方法

随着地下工程作业深度的增加,岩体的原岩应力也越来越大.为了保证工程作业时岩体的稳定,讨论了原岩应力的形成、影响原岩应力的因素及几种原岩应力的测量方法,并对这几种测量方法进行了比较,提出今后测量原理原岩应力应改进的地方.     

压裂液黏度对循环水力压裂影响的试验研究

中国石油大学（北京）石油天然气工程学院,北京 102249     

基于扩展有限元法的碳酸盐岩地热储层岩体裂缝扩展行为

水力压裂作为一种主要的地热能开采手段,其压裂效果除与岩体基本物理力学性质有关外,还与裂隙分布、地应力状态、压裂工程参数等密切相关.为了探究以上因素对水力压裂过程中裂缝扩展行为的影响,以冀中坳陷碳酸盐岩储层岩体为研究对象,基于扩展有限元法,建立裂缝扩展流固耦合模型,分析了水平应力差、射孔方位角、注入液排量和压裂液黏度等参数对裂缝扩展行为的影响.结果表明:单裂缝扩展时,射孔方位角越小、注入量越大、越有利于裂缝扩展;双裂缝扩展时,水平应力差增大,裂缝偏转程度变小;水力裂缝与天然裂缝相交时,较小水平应力差有利于天然裂缝开启.     

盆地异常流体压力-应力耦合过程研究进展

基于流变理论的数字、物理模拟以及生产实测数据分析均表明,异常流体压力条件下的应力莫尔圆在位移过程中存在直径(差异应力)的耦合变化,即最小水平应力自常压条件向超压条件逐渐增大。耦合规律显示,异常流体压力的保存明显受控于区域与局部异常流体压力间的差异性。厚层泥岩中流体压力的增高相对均一,区域性异常流体压力达到或超过垂向应力则易产生流化作用或水平张裂缝。倾斜砂岩顶点可存在较强的局部异常流体压力,该顶点处破裂压力会伴随区域流体压力的增高而增大,破裂压力可明显超过负载压力;且区域异常流体压力增高过程中的破裂方式(裂缝倾角)也存在明显变化。耦合机制下,异常流体压力的保存或泄放状态突破了传统预测值,也为相关异常地质过程成因探究和技术应用研究奠定了基础。     

流动单元研究进展

提高油藏描述的精度、确定剩余油的分布、改善开发效果的关键是认识油藏的非均质性。介绍了一种研究油藏非均质性的新方法——流动单元研究方法的国内、国外研究进展及流动单元的概念、各种研究方法和流动单元研究的应用,并提出了针对大型陆相油田、非均质性较强的储层流动单元划分方法设想。     

测斜仪监测技术在共和盆地干热岩井压裂中的应用研究

我国地热能源丰富,开发地热能对缓解我国能源对外依存度大的局面很有必要,地热能开发利用前景广阔。测斜仪压裂监测技术,目前在油气开发中获得了广泛的应用,可以监测裂缝发育形态,尤其擅长监测裂缝延伸方向,对指导井网布置、压裂工艺及施工规模具有重要的指导作用。青海共和盆地的X1井岩性致密坚硬、施工不确定因素多、施工排量小是监测难点,同时X1是国内干热岩井首次压裂,利用测斜仪压裂监测技术监测地热井改造施工也是全世界范围内首次,X1井压裂监测的成功实施探索了丰富了地热井压裂监测方法,拓宽了测斜仪监测的应用范围,监测施工获取了X1井压裂裂缝的重要参数,为该区井网布置提供了基础数据,为测斜仪监测施工提供了重要借鉴实例。     

钻孔灌注桩泥浆流变特性及水力参数研究分析

钻孔灌注桩泥浆主要功能是稳定孔壁、悬浮和携带钻渣,其泥浆流变特性和水力参数对泥浆作用至关重要。本文首先实验研究了钻孔灌注桩泥浆的流变特性;然后推导出了钻孔灌注桩泥浆流变参数的计算公式;最后分析了钻孔灌注桩泥浆稳定孔壁、携带和悬浮钻渣的特性,对评价和优化钻孔灌注桩泥浆具有重要理论和实践意义。     

间断级配砂砾石土的渗透变形试验研究

渗透变形是颗粒材料中细颗粒在渗流作用下发生重分布且导致土体的内部结构、水力及力学特性发生变化的现象,是导致砂砾石土地基及堤防结构破坏的主要原因之一。利用自主研发的刚性壁渗透仪对不同级配及细颗粒含量的间断级配砂砾石土在恒定水头渗流作用下进行渗透变形全过程试验,监测了渗流过程中的局部水力梯度空间分布以及竖向位移变化,分析了渗透试验结束后土体的颗粒级配空间分布变化。研究结果表明:土粒中细颗粒所处的欠填、满填及过填3种堆积状态决定了粗、细颗粒间不同的接触方式,影响其渗透性。渗透试验结束后细颗粒流失量沿试样高度的空间分布可以划分为3个区域,即顶部流失区、中部均匀区及底部流失区。局部水力梯度的快速下降伴随着竖向位移的突变,意味着渗透变形的开始;渗透变形启动时的局部水力梯度大于全局水力梯度,证实了采用大尺寸试验执行渗透试验的必要性。细颗粒处于过填状态的试样依然会发生渗透变形且导致强烈的沉降变形,值得进一步的研究。