有限元裂缝模拟技术在水力压裂中的应用
油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程.建立水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程,引入二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则,考虑流体在裂缝面横向、纵向的流动,采用有限元计算软件ABAQUS中的Soil模块模拟岩石水力压裂的三维复合裂缝起裂与扩展情况.应用粘结单元设定裂缝延伸方向,并编写用户子程序嵌入ABAQUS主程序中,以确定初始地应力场、渗流场、随深度变化的孔隙度及随时间变化的滤失系数.数值模拟结果可以得到水力压裂泵注不同时刻的裂缝几何形态、缝内压力分布,岩石变形及其应力分布,孔隙压力分布,压裂液滤失等,分析压裂液流体特性、排量、上下隔层应力差、滤失系数、闭合应力等参数对裂缝几何尺寸的影响.该研究结果对石油工程中油井压裂方案优化设计及效果分析具有一定的理论指导意义.
油田开采 水力压裂 有限元裂缝模拟技术 优化设计
孙志宇
中国石化石油勘探开发研究院,北京100083
国内会议
北京
中文
171-179
2010-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）