论文部分内容阅读
水力裂缝层内爆燃技术是一项新兴的、前瞻性的技术。基于水力裂缝层内爆燃技术提高低渗透油田采收率和油井产量的基本设想,利用油藏渗流理论和节点系统分析方法,建立了水力裂缝层内爆燃油井产能计算模型,进行水力裂缝和爆燃裂缝参数对油井产能影响规律分析;根据相似原理,建立了电模拟实验装置和油井生产系统模型,实验研究水力裂缝和爆燃裂缝参数对渗流场和油井产能的影响;设计和建设了岩石冲击动态损伤模拟实验装置,实验研究冲击压力对岩石的作用机理和岩石开裂形成条件;根据动量和能量守衡原理等,建立了岩石动态损伤峰值压力和加压速率计算模型,分析影响峰值压力和加压速率的因素及其影响规律;建立了实验岩心破裂压力计算模型,分析影响岩心破裂压力的因素。理论和实验研究结果表明,水力裂缝和爆燃裂缝的存在,改善了油藏流体的渗流模式,有利于油井产能的提高。爆燃裂缝的存在可在水力裂缝增加油井产量的基础上进一步增产,相对于水力压裂油井,增产倍数可达1~5。电模拟实验模型产能测试结果与产能计算模型预测结果相对误差较小,在0.21%~7.72%范围内,平均相对误差为4.06%,检验了水力裂缝层内爆燃油井产能计算模型的精度。16次钢块岩心实验结果对岩石动态损伤峰值压力和加压速率计算模型进行了检验和修正,增压值和平均加压速率实验值与修正后计算模型计算值间相对误差分别为2.56%和4.04%,具有较高的精度和指导实验的作用。44次岩石冲击开裂实验表明,冲击能量、冲击峰值压力以及平均加压速率是影响岩石开裂以及压裂模式由类似水力压裂形成2条裂缝的模式向多条裂缝压裂模式转变的主要因素:多条开裂裂缝的形成更大程度上取决于平均加压速率,且压裂模式转变存在明显的临界平均加压速率界限。基于实验和灰色关联分析结果,建立了具有较高精度的裂缝条数计算相关式。
论文的创新性主要体现在依据渗流力学理论和水电相似原理对水力裂缝层内爆燃油井产能及其影响因素进行理论和实验研究、利用岩石力学理论和岩石冲击损伤动态模拟实验装置对冲击载荷作用下岩石开裂动力学特性进行研究等方面,为水力裂缝层内爆燃技术的工艺参数设计和控制提供依据,对该技术的应用具有重要的指导作用。