水平井多裂缝同步扩展数值模拟

被引：33

作者：

曾青冬

姚军

机构：

[1] 中国石油大学石油工程学院

来源：

石油学报 | 2015年 / 36卷 / 12期

基金：

国家自然科学基金重大项目;

关键词：

分段压裂; 同步扩展; 扩展有限元; 尖端渐进解; 水平集方法;

D O I：

暂无

中图分类号：

TE357.1 [];

学科分类号：

082002 ;

摘要：

为探究页岩气藏水力压裂复杂裂缝网络的形成机理,开展了水平井多裂缝同步扩展的数值模拟研究。考虑井筒和裂缝内流体流动,耦合岩体变形,建立了多裂缝同步扩展数学模型,利用裂缝尖端渐近解隐式求解裂缝扩展步长,并采用扩展有限元方法对模型进行了求解。通过与经典模型计算结果比较,验证了数学模型与算法的正确性,并将数值算法运用于2个算例。多裂缝同步扩展时,两侧裂缝的长度和宽度比中间裂缝的大。裂缝间距越小时,两侧裂缝偏离初始最大主地应力方向角度越大,中间裂缝宽度越小;地应力差越小时,两侧裂缝偏离初始最大主地应力方向角度越大。研究结果表明,应力阴影作用对多裂缝同步扩展轨迹和几何形态具有重要作用,且裂缝间距越小,地应力差越小,应力阴影作用越强,裂缝形态越偏离单裂缝扩展形态。

引用

页码：1571 / 1579

页数：9

共 9 条

[1] 页岩储层裂缝网络延伸模型及其应用 [J].

时贤 ;

程远方 ;

蒋恕 ;

李友志 ;

孙元伟 ;

王欣 .

石油学报, 2014, 35 (06) :1130-1137

[2] 基于扩展有限元的页岩水力压裂数值模拟 [J].

曾青冬 ;

姚军 .

应用数学和力学, 2014, 35 (11) :1239-1248

[3] 川西页岩-砂岩交互水平井压裂参数优化设计 [J].

郭建春 ;

苟波 ;

任山 ;

刘林 ;

王兴文 .

石油学报, 2014, 35 (03) :511-518

[4] 页岩气藏开发中的关键力学问题 [J].

姚军 ;

孙海 ;

黄朝琴 ;

张磊 ;

曾青冬 ;

隋宏光 ;

樊冬艳 .

中国科学:物理学力学天文学, 2013, 43 (12) :1527-1547

[5]

Numerical modeling of concrete hydraulic fracturing with extended finite element method[J]. REN QingWen1, DONG YuWen2 & YU TianTang1 1 Department of Engineering Mechanics, Hohai University, Nanjing 210098, China;2 College of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China.Science in China(Series E:Technological Sciences). 2009(03)

[6]

Implicit level set schemes for modeling hydraulic fractures using the XFEM[J] . Elizaveta Gordeliy,Anthony Peirce.Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering . 2013

[7]

Coupling schemes for modeling hydraulic fracture propagation using the XFEM[J] . Elizaveta Gordeliy,Anthony Peirce.Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering . 2013

[8]

A Hermite cubic collocation scheme for plane strain hydraulic fractures[J] . A. Peirce.Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering . 2010 (29)

[9]

A localized mixed-hybrid method for imposing interfacial constraints in the extended finite element method (XFEM) .2 Zilian,A,Fries,T.-P. International Journal for Numerical Methods in Engineering . 2009

← 1 →