深部裂缝性储层大斜度井水力裂缝非平面扩展机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51574260
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0401.油气井工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Hydraulic fracture in highly deviated well could communicate more pay formations and increase drainage area. However, hydraulic fracturing in deep reservoirs is faced with some problems, such as sand reservoir hard to be fractured, sand plug, fracture propagation insufficiently and natural fracture hard to be communicated. The reason for the problems is that there is no clear understanding on the interaction mechanism between non-planar hydraulic fracture in bending wellbore and natural fracture in deep reservoirs with high stress and high temperature. In this paper, the following studies have been done: a) rock deformation and fracturing experiments under high confining pressure and high temperature are conducted to study the mechanism and rule of rock fracturing under the condition of fluid-solid and chemo-mechanical coupling, and the fracturing toughness models of type I, II and III are established; b) three-dimensional mathematical model for the initiation and propagation of hydraulic fracture in highly deviated wellbore under the condition of thermo-fluid-solid coupling is studied, a numerical simulating model based on three-dimensional boundary element method is established, a criterion for hydraulic fracture re-orientation and twisting is proposed, and the theory for the control of non-linear fracture propagation is formed; c) true tri-axial fracturing experiments have been conducted to verify the theory and numerical simulation models. The studies above have revealed the interaction mechanism between non-planar hydraulic fracture and natural fracture, and solved the theory problems of hydraulic fracture reorientation, twisting and the interaction with natural fracture in deviated wellbore. At last, a feasible method for hydraulic fracture controlling in highly deviated wellbore is formed, and the theory bottleneck and engineering problems for deep reservoir stimulation in Tarim and Jidong oilfield have been solved.
采用大斜度井压裂可以沟通更多产层、增加油气泄油面积,但在深层压裂时常会遇到储层难以压开、容易砂堵、裂缝扩展不充分、难以沟通天然裂缝等问题,其核心问题是对弯曲井筒在地应力空间中非平面水力裂缝与天然裂缝的相互作用机理认识不清。开展深部储层岩石变形-断裂实验,探索高温下力学-化学、固体-流体双重耦合条件下岩石断裂机理及规律,建立深部储层岩石力学本构关系和I、II与III型断裂韧性模型;研究热-流-固耦合条件下大斜度井水力裂缝起裂及转向扩展三维数学模型,建立三维边界元数值模拟方法,提出三维空间水力裂缝转向扭曲判别准则,形成非平面裂缝转向扩展控制理论,并通过室内大型真三轴压裂模拟实验验证,揭示水力裂缝非平面扩展规律及与天然裂缝的交互作用机理,解决斜井筒水力裂缝转向、弯曲并同时与天然裂缝相互作用的理论难题,形成大斜度井压裂裂缝可控的理论和可行性方法,解决制约塔里木、冀东等深层压裂的瓶颈理论和工程难题。

结项摘要

深井超深井地层温度高、压力大,储层纵向上岩性交错分布,力学特征复杂,对压裂改造影响大。针对深层储层的力学特性和破坏特征进行研究,建立了温度对不同岩性和孔洞结构岩石力学参数的影响规律,形成了岩石的破坏形态与强度间的相互关系,发现高温(160℃)及25MPa围压条件下,细岩砂、泥质细砂岩以及含泥中砂岩等致密性岩石易发剪切破坏,且强度高,而高含泥岩石易发生张性破坏。结合裂缝缝尖三维应力分布,建立了斜井水力裂缝起裂及转向扩展的三维数学模型,分析了不同因素与裂缝转向形态之间的影响关系。当井眼方位与水平最大地应力的夹角大、水平应力差大、射孔相位角大、井斜角为30-60、起裂层相对较薄且裂缝起裂角与垂向夹角较大时,近井裂缝在水平及垂直方向转向,裂缝可能以非垂直状态逼近界面层,不利于穿层扩展。建立了一体化穿层压裂三维有限元分析和评价模型,当巨厚砂泥互层储层穿层压裂时,泥质夹层段缝宽剖面复杂,最小缝宽<0.5mm,易砂堵,应做好相应施工措施,同时,建议针对泥质夹层多以及层厚分布、储层地质力学分布和物性分布特点进行组合层及分层压裂设计和施工,合理设计射孔位置。以断裂力学为理论依据,对水力裂缝尖端应力场和作用在天然裂缝面上的应力场进行分析,建立了I型水力裂缝贯穿天然裂缝的判别模型;针对非平面水力裂缝进行应力场分析,建立了I-II复合型水力裂缝贯穿天然裂缝的判别模型。针对页岩储层中层理对水力裂缝扩展路径的影响,以边界元方法研究水力裂缝在层状介质中的扩展行为以及围岩应力场,评价了页岩岩层弹性参数的差异性对水力裂缝扩展角、裂尖应力强度因子和裂缝宽度的影响,建立了判别水力裂缝能否穿越层理面的力学模型。本研究建立的考虑井斜条件下高温高应力砂泥互层储层近井水力裂缝转向模型以及人工裂缝穿透天然裂缝的判别方法,为压裂方式和施工方案的优选做好前提基础,也为开发非常规页岩气资源体积压裂改造提供理论参考。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(2)
专利数量(5)
超临界二氧化碳对致密砂岩力学特性影响的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国海上油气
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯冰;宋振云;贾建鹏;苏伟东;王迪
  • 通讯作者:
    王迪
Hydraulic fracturing initiation and near-wellbore nonplanar propagation from horizontal perforated boreholes in tight formation
致密地层中水平射孔钻孔的水力压裂启动和近井筒非平面扩展
  • DOI:
    10.1016/j.jngse.2018.05.021
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Journal of Natural Gas Science and Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Ruxin;Hou Bing;Shan Qinglin;Tan Peng;Wu Yue;Gao Jie;Guo Xiaofeng;Hou B
  • 通讯作者:
    Hou B
An experimental investigation of geomechanical properties of deep tight gas reservoirs
深层致密气藏地质力学特性实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.jngse.2017.09.004
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF NATURAL GAS SCIENCE AND ENGINEERING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hou, Bing;Diao, Ce;Li, Dandan
  • 通讯作者:
    Li, Dandan
Brittleness Evaluation of Shale Based on the Brazilian Splitting Test
基于巴西劈裂试验的页岩脆性评价
  • DOI:
    10.1155/2018/3602852
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    GEOFLUIDS
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Hou, Bing;Zeng, Yijin;Li, Dandan
  • 通讯作者:
    Li, Dandan
裂缝性致密油藏地质-工程一体化开发
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    新疆石油地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯冰;刘庆;耿智;盛世锋
  • 通讯作者:
    盛世锋

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其他文献

相对湿度对盐膏岩蠕变规律影响的机理研究
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    --
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨沛
小檗碱对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌脂磷壁酸释放的作用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯冰;黄源春;庄逸菁;彭青
  • 通讯作者:
    彭青
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯冰;陈勉;程万;谭鹏
  • 通讯作者:
    谭鹏
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金衍;卢运虎;张飞;侯冰
  • 通讯作者:
    侯冰
多岩性组合层状储层一体化压裂裂缝扩展试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    付世豪;侯冰;夏阳;陈勉;谭鹏;罗仁坤
  • 通讯作者:
    罗仁坤

其他文献

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含煤系产层组多气合采水力裂缝穿层致裂机理研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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