Моделирование процессов инициации и распространения трещин гидроразрыва пласта

• Автор: Есипов, Денис Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Обзор моделей инициации и распространения трещин гидроразрыва пласта
1.1 Одномерные модели
1.1.1 Христиановича - Гиртсма - де Клерка (КОБ) модель
1.1.2 Перкинса - Керна - Нордгрена (ГКК) модель
1.1.3 Гибридная ГКИ - КОБ модель с фильтрационными утечками жидкости в породу
1.1.4 Гибридная РКК - КОБ модель с фильтрационными утечками жидкости гидроразрыва и наличием примеси пропанта
1.1.5 Гибридная РКИ - КОВ модель с фильтрационными утечками жидкости гидроразрыва, расширенная уравнением пьезопроводности в области вне трещины
и уравнением переноса пропанта в трещине
1.1.6 Модель радиальной трещины
1.2 Двумерные модели
1.3 Псевдотрехмерные модели
1.4 Трехмерные модели
1.5 Модели инициации трещины гидроразрыва
2 Моделирование напряженно-деформированного состояния
2.1 Внешняя задача упругости и метод ее решения

2.1.1 Классический МГЭ
2.1.2 Классический МГЭ и условие на бесконечности
2.2 МГЭ для задач с частично вырожденной границей
2.3 Дуальный МГЭ для задач с частично вырожденной границей
2.4 Обзор способов вычисления коэффициентов интенсивности
напряжений (КИНов)
2.5 Метод вычисления значения КИНов на основе ./-интеграла
2.6 Многозонный МГЭ
2.6.1 Постановка задачи упругости для нескольких подобластей
2.6.2 Построение результирующей системы линейных уравнений
2.7 Вычисление тензора напряжений на поверхности задачи
3 Моделирование распространения трещины гидроразрыва в двумерной постановке
3.1 Двумерная модель гидроразрыва
3.1.1 Подзадача упругости
3.1.2 Подзадача течения и утечки жидкости в породу
3.1.3 Критерии распространения и выбора направления
распространения трещины
3.1.4 Начальная конфигурация гидроразрыва
3.2 Пошаговое распространение трещины гидроразрыва
3.2.1 Численный метод решения нелинейной задачи распространения трещины
3.2.2 Численный метод решения связанной задачи
«гидродинамика-упрзшость»
3.3 Валидация вычислительной методики путем сравнения с
КСЭ моделью
3.4 Результаты расчетов
3.4.1 Влияние угла перфорирования
3.4.2 Влияние длины перфорации

3.4.3 Влияние неравномерности напряжений залегания
3.4.4 Влияние трещиностойкости породы
3.4.5 Влияние скорости закачки жидкости
3.4.6 Влияние реологии жидкости гидроразрыва
4 Моделирование инициации трещины гидроразрыва в трехмерной постановке
4.1 Постановка задачи моделирования инициации
4.1.1 Необсаженная скважина
4.1.2 Обсаженная скважина
4.2 Валидация методики путем моделирования эксперимента
4.2.1 Моделирование эксперимента
4.2.2 Моделирование эксперимента
4.3 Инициация трещины из перфорированной как необсаженной
так и обсаженной скважины
4.4 Влияние формы перфорации и вертикального сжимающего напряжения на процесс инициации
Заключение
Литература
Приложение А
Приложение Б

получить соотношение
е = w -

Затем исключая V и со из (51) также получим выражение для утечки
2(3крпе1
01 = щНД' ( ’
Окончательно модель работы [63] состоит из уравнений (8), (50), (52), (57), (58) и граничных условий на входе в крыло трещины (12) и на кончике трещины

= 0. (59)
ж=Ь(()
В [63] также были найдены автомодельные решения задачи. Показано, что присутствие частиц в жидкости гидроразрыва замедляет рост трещины. Величина объемного содержания частиц в закачиваемой смеси существенно влияет на время заполнения трещины и менее существенно — на ее конечную форму. В [64] был рассмотрен режим распространения трещины гидроразрыва с заданным давлением нагнетания
Рпей
= Рт- (60)

Оказалось, что такое условие ограничивает рост трещины. Раскрытая трещина целиком заполняется пропантом, начиная с ее кончика.
1.1.5 Гибридная РК1М - КСБ модель с фильтрационными утечками жидкости гидроразрыва, расширенная уравнением пьезопроводности в области вне трещины и уравнением переноса пропанта в трещине
В [65] гибридная РКП - КОБ модель с фильтрационными утечками жидкости гидроразрыва в породу улучшена путем учета изменения пластового давления жидкости при ее вытеснении жидкостью гидроразрыва