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收稿日期:2006-07-15作者简介:赵益忠(1980-),男(汉族),山东潍坊人,博士研究生,从事深部岩石力学方面的研究。
文章编号:1673-5005(2007)03-0063-04不同岩性地层水力压裂裂缝扩展规律的模拟实验赵益忠1,曲连忠1,王幸尊2,程远方1,沈海超1(1.中国石油大学石油工程学院,山东东营257061;2.华北石油管理局井下作业公司,河北任丘062500)摘要:利用真三轴模拟压裂实验系统对玄武岩、巨砾岩、泥灰岩岩心进行了水力压裂裂缝起裂及裂缝扩展模拟实验,得到了压后裂缝几何形态和压裂过程中压力随时间的变化规律。
研究结果表明,玄武岩中天然裂缝发育程度较低,抗拉强度较高,裂缝起裂会导致明显的压降,压后能够形成比较理想的双翼缝;巨砾岩中天然裂缝较为发育,裂缝起裂不会导致明显的压降,高排量压裂后形成的裂缝为多组复杂裂缝,裂缝扩展摩阻很大,裂缝延伸压力几乎与破裂压力相当;泥灰岩抗拉强度较低,部分发育有天然裂缝,破裂压力较低,裂缝起裂后延伸压力与最小水平地应力相当。
关键词:水力压裂;裂缝扩展;模拟实验;几何形态中图分类号:TE 357.1 文献标识码:ASi m ulation experi m ent on prol ongation la w of hydraulicfracture for different lithol ogic for m ationsZ HAO Y -i zhong 1,QU L i a n-zhong 1,WANG X i n g -zun 2,C HENG Yuan -fang 1,S H EN H a-i c hao1(1.Co llege of Petrole um Engineer i ng in Chi na Universit y of P etro leu m,D ongy ing 257061,Shandong P rovince ,China;2.W orkover Co mp any of H uabeiP etroleu m A d m inis t ration Bureau ,R enq i u 062500,H ebei P rovince ,China )Abstrac t :S i m u lati on exper i m ents on the i n iti ation and pro l ongati on m echan i s m s of hydrauli c fractures w ere conducted by a true tr i ax i a l test sy stem w it h basa lt ,boulde rstone and m uddy li m estone ,and the fracture g eom etry and the var i ation law of pressure w ith ti m e were obta i ned .T he res u lts show that t he basalt has few na t ura l fractures and strong tensile strength ,the initiati on of fract u res res u lts i n obv i ous pressure drop ,and t he desirable double w i ng fractures a re fi na ll y f o r m ed .Boulde r -stone is found to have l ots o f natural fractures and i nd i sti nct pressure drop or i g i nated from t he fracture i n iti a tion .T he fract ures fracturi ng at h i gh de livery rates a re mu lti ple sets o f co m plex ones .The fr i ction resistance of fractures pro l onga ti on i s l a rger ,and t he va l ue of pro l onga ti on pressure i s equa l to the fract ure pressure .M uddy li m estone shows lo w er tens ile streng t h and partiall y dev eloped natura l fractures .The frac t ure pressure is re l a ti ve l y lo w er ,and t he pro longation pressure is al m ost equa l to the m i n i m al ho rizonta l in -sit u stress i n m uddy li m estone .K ey word s :hydrau lic frac t ur i ng;fract ure pro longati on ;si m u l a ti on experi m ent ;geom etry近年来在我国许多油田相继发现了一些特殊岩性油藏,大多为深层、低渗油藏,常通过压裂增产技术提高其单井产量[1-3]。
页岩裂缝岩石力学
（实用版）
目录
1.页岩裂缝的概念和特征
2.岩石力学的研究意义和方法
3.页岩裂缝对岩石力学的影响
4.我国在岩石力学领域的研究和应用
正文
页岩裂缝是指在页岩中存在的天然或人为产生的裂隙，是岩石力学研究的一个重要对象。
岩石力学是一门研究岩石在各种应力状态下的力学性质和行为的学科，对于理解岩石的破裂、滑坡、地震等地质灾害具有重要意义。
岩石力学的研究主要通过实验室测试和现场观测来进行。
实验室测试包括对岩石的硬度、强度、韧性等指标的测量，现场观测则主要通过对岩石的开采、挖掘、钻探等活动来进行。
这些研究结果对于理解岩石的破裂机制、预测岩石的稳定性和安全性等方面具有重要作用。
页岩裂缝对岩石力学的影响主要体现在两个方面：一是改变了岩石内部的应力分布，二是影响了岩石的强度和稳定性。
在页岩开采和利用过程中，必须充分考虑页岩裂缝的影响，采取有效的措施来防止岩石的破裂和滑坡等地质灾害。
我国在岩石力学领域的研究取得了显著的成果，不仅在理论研究上取得了一系列重要成果，而且在实际应用中也取得了显著的效果。
例如，我国在岩石力学的基础上，成功开发了一系列岩石工程技术，如岩石锚杆、岩石支护等，这些技术在岩石隧道、地下矿山等领域得到了广泛应用。
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压裂分析与设计范文压裂技术是一种利用高压液体将岩石裂缝扩大的技术。
它被广泛应用于石油、天然气、水资源等领域，能够提高地下资源的开采率。
压裂分析与设计是压裂技术的关键环节，它包括了理论分析和实际设计两部分内容。
理论分析主要是通过数学模型和实验数据，研究岩石的力学性质和裂缝扩展规律，为实际设计提供理论依据。
实际设计则是根据地质条件、目标裂缝压裂参数和施工设备等因素，确定压裂液的配方、工艺参数和施工方案等。
压裂分析的第一步是确定岩石的力学性质。
这包括了岩石的弹性模量、泊松比、抗拉强度、压缩强度等参数。
通过压裂试验、岩芯分析等手段，可以获得这些力学参数，从而了解岩石的力学特性。
压裂分析的第二步是建立数学模型。
数学模型是通过描述岩石的力学行为和裂缝扩展规律，来预测压裂效果的一种方法。
常用的模型包括线弹性模型、压裂裂缝模型、断裂模型等。
在建立模型时，需要考虑到岩石的非均匀性、地应力的影响、裂缝扩展路径等因素，以提高模型的准确性。
压裂分析的第三步是进行数值模拟。
数值模拟是通过计算机模拟技术，对数学模型进行求解，获取岩石应力场、应变场和裂缝扩展路径等信息。
通过数值模拟，可以研究不同压裂参数对岩石裂缝扩展的影响，指导实际设计。
压裂设计的第一步是确定目标裂缝压裂参数。
目标裂缝压裂参数包括裂缝长度、裂缝宽度、裂缝几何形状等。
这些参数的确定是根据地质条件、开采目标、经济效益等因素综合考虑的结果。
压裂设计的第二步是确定压裂液的配方。
压裂液是由水、添加剂和颗粒物等组成的液体。
根据岩石的力学性质和实际需求，需要确定压裂液的黏度、密度、pH值、增稠剂含量等参数。
此外，还需要考虑到压裂液与岩石的相容性、环境保护等因素。
压裂设计的第三步是制定施工方案。
施工方案包括了压裂区域的选择、井筒的布置、压裂设备的选择和操作流程等内容。
在制定施工方案时，需要考虑到岩石的地层特点、井筒条件、运输和施工的安全等因素，以确保压裂作业的顺利进行。
总之，压裂分析与设计是压裂技术的重要环节，能够提高压裂的效果和经济效益。
石油工程岩石力学基础课程设计1.前言石油工程中需要使用钻井、完井、采油等作业对井孔进行操作。
岩石作为地球外围硬质物质体，如何对井壁起到包裹和支撑作用，对于保证作业的质量和安全具有至关重要的作用。
而岩石力学正是研究岩石在外力作用下的力学性质和变形规律的学科。
本次课程设计旨在通过学生对这门学科的研究，深入了解岩石力学在石油工程中的应用。
2.设计思路本次课程设计将以石油工程为背景，以岩石力学为基础，通过学习文献和实验，设计一个基于岩石力学的模拟井壁力学行为的模型。
在模拟实验中，通过改变井孔直径、岩石断裂角、压力等因素，研究岩石的力学性质和变形规律，并对井壁支撑能力进行分析。
最终应搜集数据并进行数据处理，得出与实际情况相符合的结论。
3.实验设计3.1 实验目的通过模拟实验，研究岩石的力学性质和变形规律，并对井壁支撑能力进行分析。
3.2 实验原理石油工程中的井孔可以看作是一个圆柱体，由岩石构成的井壁可以看作是一个充满正压力的圆柱体内表面，岩石的力学行为可以看作在正应力状态下的变形规律。
3.3 实验方法1.实验仪器：岩石力学试验机2.实验材料：不同种类岩石样品3.实验步骤：（1）准备不同种类的岩石样品，切割成直径、高度不同的块状岩石（2）根据实验需求，设置不同直径的井孔，并将岩石样品置于模拟井孔中（3）将岩石力学试验机连线至井孔内，进行力学实验，并记录实验数据（4）搜集实验数据进行数据处理，并得出结论3.4 实验预期结果通过上述实验方法，可得出岩石的弹性模量、抗拉强度、抗压强度等力学性质，并得出岩石在力学作用下的变形规律。
通过数据分析，可以得出井壁的最大支撑能力和井壁失稳的条件。
4.结论通过本次课程设计，对于岩石力学在石油工程中的应用有了进一步的了解。
通过模拟实验，得出了有关岩石的力学性质和变形规律的实验数据，并得出了井壁的支撑能力和失稳的条件。
此次课程设计不仅为我们提供了学习石油工程及相关技术方面的实践机会，同时也使我们更深入地认识到了岩石力学在石油工程中的重要性。
由地面压裂施工压力资料反求储层岩石力学参数分析作者：罗永忠来源：《中国新技术新产品》2014年第01期摘要：本研究利用泊松比确定最小水平主应力的计算公式，得到最小主应力发展曲线。
经过相关计算方法的验证，这种计算储层岩石力学参数的新方法简单方便，计算结果准确可靠，在现场施工中有推广使用的价值。
不但能够对压裂进行实时的分析，并且能够用于压后的评估分析中，因此这种方法对于提升压裂设计水平具有重要意义。
关键词：地面压裂施工；岩石力学参数；压裂设计；净压力；瞬时停泵中图分类号：TE12 文献标识码：A在就地条件下的岩石力学参数中，包含杨氏模量、泊松比等，这些参数对压裂设计产生直接的影响。
不同岩石力学参数以及参数之间的相互关系对造缝宽度大小、裂缝是否脱砂、砂液比高低、支撑剂类型选择、支撑剂嵌入程度及其它相关工艺参数的选择都会产生直接的影响。
对就地条件下的岩石力学参数进行求取时，常规的方法是室内三轴岩芯试验及3700系列测井资料解释等。
这两种方法中，室内三轴岩芯试验结果相对比较可靠，但是需要花费大量的时间和精力，试验费用也比较高，不可能用于每一口井的测试；测井资料解释的结果通常都会偏高，可靠性相对比较低，由于费用也比较高，对每一口井进行测试也不现实。
1 对井底压力进行求取的方法由于常规的方法耗时耗力，且成本较高，需要一种简单方便、价格低廉、结果可靠的方法来计算储层岩石力学参数。
尤其是在当前，压裂主要面对的是比较难开采的一些矿藏，由于这部分矿藏开采难度大，经济效益低，因此对各种资料的录取中不可能花费过多的经费，这其中就包含岩石力学资料。
所以，怎样从压裂施工本身来提取有效的信息，反应出储层岩石力学的特点，是科研人员需要解决的难题。
基于地面压裂施工及瞬时停泵压力资料，对岩石力学参数求取的方法进行初步探索。
经过实践证明，该方法对于压裂设计水平的提高以及开采低渗难采储量方面的经济效益的提高都有显著的效果。
进行井底压力求取的时候，首先要对井底施工压力大小进行正确的确定，保证了对裂缝延伸发展以及储层特点的分析与评估。
岩石注浆中的压裂效应研究
岩石注浆压裂技术是一种新型挤压灌注技术，它可以将水加入岩石内部，再通过内部的压力使岩石发生裂缝和冲击增大裂缝。
这种技术可以有效提高岩溶以及页岩等岩石的储量，实现抽油和开采。
岩石注浆压裂技术不仅提高了储量，而且还可以改善储层条件，使油气藏获得较好的产出效果。
岩石注浆压裂技术的研究要求首先了解岩石注浆压裂过程中的物理和力学属性，包括岩石孔隙结构、岩石强度、岩石体积变化和注入媒介的流动特性、热力学和力学行为等。
研究发现，注入媒介的粘度、压力和流量对岩石注浆压裂效果具有重要影响，而岩石的力学性质和孔隙结构则是决定最终压裂效果的重要因素。
此外，在岩石注浆压裂过程中，还可能出现水力压裂、渗流和热效应等复杂现象，因此，还有必要研究压裂结果的变化和机理等问题。
