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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]。
干热岩水力压裂实验室模拟研究随着人们对可再生能源的追求和探索，干热岩（HDR）水力压裂实验室模拟研究成为了当今能源领域的一个热点。
干热岩是一种没有水或蒸汽的高温岩体，其内部不存在流体或气体，因此无法通过常规方式开采。
然而，通过水力压裂技术，可以在岩体中形成裂缝，从而释放出其中的热能。
这为人类提供了一种新型的、清洁的能源获取方式。
在干热岩水力压裂实验室模拟研究中，科学家们使用相似的水力压裂实验来模拟真实环境中的干热岩开采过程。
这涉及对高温高压流体的处理，以及分析和优化压裂液的性能等方面的研究。
通过这些实验室模拟，可以更深入地了解干热岩水力压裂过程中的各种现象和问题，为实际开采提供理论支持和指导。
实验室模拟研究对于干热岩水力压裂技术的重要性在于，它可以提供关键的见解和数据，帮助科学家们更好地理解这一复杂的过程。
通过模拟真实的地质条件和开采环境，研究人员可以评估出干热岩资源的可开采性和经济性。
实验室模拟还可以为制定更加合理和有效的开采策略提供支持，从而降低开采成本和环境影响。
尽管干热岩水力压裂实验室模拟研究取得了许多重要的成果，但仍存在许多挑战和需要进一步探索的领域。
例如，如何优化压裂液的性能以降低对环境的影响、如何更好地评估干热岩资源量和评估其经济性等。
未来的研究应该聚焦于解决这些关键问题，同时进一步探索干热岩水力压裂技术的更多可能性。
干热岩水力压裂实验室模拟研究为人类提供了一种新型的、清洁的能源获取方式。
通过这一技术，我们可以更好地利用地球上丰富的干热岩资源，为未来的可持续发展提供支持。
尽管目前这一技术还存在许多挑战需要克服，但随着科学技术的不断进步和深入研究，我们有理由相信干热岩水力压裂技术将成为未来清洁能源领域的一颗新星。
油页岩是一种富含有机质的矿产资源，其储量丰富，分布广泛。
由于传统的石油和天然气资源日益枯竭，油页岩作为一种重要的替代能源，逐渐受到了全球的。
然而，油页岩的开发利用面临着诸多挑战，其中最关键的问题是如何实现高效开采和利用。
天然裂缝性地层清水压裂模拟实验研究的开题报告1. 研究背景和意义天然裂缝性地层是典型的非均质多孔介质，其水文地质特性非常复杂，具有明显的渗透阻力和孔隙结构异质性。
在充分认识天然裂缝性地层的基础上，开展清水压裂技术研究和应用，有利于提高油气田勘探和开发效率，促进能源行业可持续发展。
因此，对天然裂缝性地层清水压裂进行模拟实验研究，对探究水力压裂机理、深入了解水力压裂作用及演化规律、提高水力压裂技术水平具有重要意义。
本研究旨在针对天然裂缝性地层开展清水压裂模拟实验，揭示其水力压裂机理和压裂过程，探寻一种高效具有实际应用价值的水力压裂方法。
2. 研究内容和方向本研究主要致力于对天然裂缝性地层进行清水压裂模拟实验研究，并分别从实验前的样品采集、实验设计、实验参数确定、实验设备选择与搭建、实验结果分析等方面开展深入研究。
具体研究内容包括：（1）选取典型的天然裂缝性地层岩石样品进行采集、测试和分析，研究其基本物理性质及水文地质特征。
（2）结合储层分析和地质勘探资料，设计科学合理的清水压裂实验方案，确定实验参数。
（3）选择适合的实验设备，规划实验进程，建立水力压裂实验平台。
（4）进行实验试验，收集实验数据，并对实验结果进行综合分析和评价，揭示天然裂缝性地层的水力压裂机理和压裂过程。
（5）对实验结果进行模拟和预测，探索一种高效具有实际应用价值的水力压裂方法。
3. 研究方法和技术路线本研究采用实验研究为主要手段，结合计算机模拟方法，全面细致地研究天然裂缝性地层的水力压裂机理和过程。
具体的技术路线分为以下几个步骤：（1）样品采集与分析：选取典型的天然裂缝性地层岩石样品进行采集、测试和分析，研究其基本物理性质及水文地质特征。
（2）实验设计和参数确定：在充分了解天然裂缝性地层的特点和场地环境的基础上，结合储层分析和地质勘探资料，设计科学合理的清水压裂实验方案，并确定实验参数。
（3）建立实验平台：选择适合的实验设备，规划实验进程，建立水力压裂实验平台。
采油工程实验-裂缝导流能力模拟实验中国石油大学（采油工程）实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：一、实验目的1.了解岩石被支撑裂缝的导流能力随闭合压力变化的关系、以及在相同闭合压力条件下铺有不同层数的支撑剂的裂缝导流能力的差异；2．析说明达西公式与二项式公式计算出的结果不同的原因；3.熟悉压力试验机的操作及实验流程。
二、实验原理裂缝的渗透率可由气体渗流的流量来反映，测量气体在不同入口和出口压力下的流量后，可通过气体径向渗流的达西公式来确定裂缝的导流能力。
三、实验仪器和材料1.仪器：NYL—200D型压力试验机或NYL—2000D型压力试验机，空气压缩机—供气源，定值器—气源开关，精密压力表，浮子流量计，岩心（钢板）模，游标卡尺，放大镜。
2.材料：不同产地的压裂砂、陶粒。
四、实验步骤（一）实验准备1.在附表1中记录使用的砂子产地、粒径、名称及某温度下的气体粘度；2.游标卡尺量出岩心模的外径ro及孔眼的内径re记录附表1中，用作计算岩心模面积；3.称一定重量的砂子（记下砂子的颗粒直径）均匀地铺在缠有铜网的岩心面上，要保持单层，铺完后用放大镜检查一下砂子是否铺的均匀和紧密。
然后称剩余砂子的重量，二者之差即为铺在岩心上的砂重，并按下式计算出支撑剂的浓度：支撑剂（沙子）的浓度=单层支撑剂的重量，g/cm2铺有支撑剂岩心的面积将此浓度值记入表1中。
4.将上岩心片（孔眼向下）放于下岩心片的上方，然后上下岩心片放在试验机下承压板中心位置。
5.认真记录试验机载荷刻度盘上读出加载值。
图3-1岩心模型（二）岩心加压法1.岩心放在下承压板上，用手旋转螺杆将上承压板合并，压住岩心模型，准备加载。
2.旋紧回油阀，按绿钮开机器，用送油阀慢慢加压，通过控制送油阀开启程度控制加压速度，当主动指针（黑针）转到1.5吨（或1KN）时,将送油阀放慢关闭维持此点上，将定值器打开使气体进入浮子流量计中，同时浮子上升，调节定值器旋钮,使浮子指示到流量计刻度的最高度值。
《致密气藏体积压裂伤害机理实验研究》篇一一、引言随着油气资源的日益紧缺，致密气藏的开发成为了国内外研究的热点。
在致密气藏开发过程中，体积压裂技术作为一种有效的开采方法，已得到了广泛的应用。
然而，在实施体积压裂的过程中，往往会带来一些潜在的伤害，这些伤害会直接影响到油气藏的开采效率和储层稳定性。
因此，本文将针对致密气藏体积压裂的伤害机理进行实验研究，以期为优化体积压裂技术提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的材料主要包括致密岩心、压裂液、支撑剂等。
其中，致密岩心取自某致密气藏，具有较高的代表性。
2. 实验方法（1）岩心制备：将取得的致密岩心进行切割、磨平，制备成适合实验的岩心样品。
（2）体积压裂实验：采用模拟实际油田的体积压裂条件，对岩心样品进行压裂实验。
（3）伤害机理研究：通过观察压裂前后岩心的形态变化、分析压裂液及支撑剂的分布情况，研究体积压裂对致密气藏的伤害机理。
三、实验结果与分析1. 岩心形态变化在体积压裂过程中，岩心表面出现了明显的裂缝。
裂缝的形态和分布与实际油田的体积压裂现象相似。
同时，裂缝周围的岩心出现了明显的破碎现象，表明体积压裂对岩心结构产生了一定的破坏。
2. 压裂液及支撑剂分布在压裂过程中，压裂液和支撑剂在裂缝中分布不均。
部分区域压裂液和支撑剂分布较多，形成了较为密集的裂缝网络；而部分区域则分布较少，导致裂缝不均匀。
这种不均匀分布会影响到油气藏的开采效率和储层稳定性。
3. 伤害机理分析根据实验结果，致密气藏体积压裂的伤害机理主要包括以下几个方面：（1）物理破坏：体积压裂过程中产生的裂缝和破碎现象会对岩心结构造成物理破坏，降低储层的稳定性。
（2）化学伤害：压裂液中的化学成分可能对岩心产生化学腐蚀作用，进一步加剧了储层的损伤。
（3）流体流失：在压裂过程中，部分储层流体可能会随裂缝流失，导致油气藏的产量下降。
四、结论与建议通过本实验研究，我们深入了解了致密气藏体积压裂的伤害机理。
煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验石欣雨;文国军;白江浩;许新建【摘要】探讨煤岩水压裂缝扩展规律是提高煤层气开采效率,降低开采安全风险及成本的重要课题.采用原煤试样,参照煤层气井水力压裂工程制定了“三轴向施加围压-顶部钻孔-下射流管注水”的煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验方案,根据实验方案结合现有实验条件开展了煤岩水力压裂物理模拟实验及煤岩裂缝检测实验.实验结果表明:煤岩沿层理面方向裂缝的发育程度要高于垂直层理面方向的裂缝;煤岩水压裂缝扩展形式以注水孔壁原生横向裂缝扩展为主,纵向裂缝扩展为辅,且裂缝呈直线形、跳跃性扩展.同时,根据实验结果分析提出:实际煤储层水力压裂工程中,射流孔应尽量布置在井壁含有较多横向原生裂缝的位置,提高煤层气井水力压裂质量;对于井壁同时含有较多横向裂缝和纵向裂缝的储层,采用“控压”压裂方式提高造缝质量;对于厚储层,采用“分段-分压”压裂方式构造横纵交织的裂缝网,提高煤层气的开采效率;尽量避免在含较多纵向原生裂缝及较大断层的井壁位置布置射流孔,以免引起煤储层顶板、底板失稳破坏,造成安全事故.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)005【总页数】7页(P1145-1151)【关键词】煤岩;水力压裂;裂缝扩展;物理模拟实验【作者】石欣雨;文国军;白江浩;许新建【作者单位】中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TD315石欣雨，文国军，白江浩，等.煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验［J］.煤炭学报，2016，41（5）：1145-1151. doi：10. 13225/ j. cnki. jccs. 2015. 0904Shi Xinyu，Wen Guojun，Bai Jianghao，et al. A physical simulation experiment on fracture propagation of coal petrography in hydraulic fracturing［J］. Journal of China Coal Society，2016，41（5）：1145-1151. doi：10. 13225/ j. cnki. jccs. 2015. 0904煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验是模拟特定储层条件下的煤层气井，在水力压裂过程中煤岩水压裂缝的扩展情况。
中国石油大学采油工程实验报告实验日期：2013.11.32 成绩：班级：石工10-17班学号：1002 姓名：雷锋教师：战斗鸡同组者：一、实验目的1.实现教师与学生之间的互动，激发学生的积极性2.提高压裂实验的教学效果，提升石油工程专业的学生的压裂操作技能。
二、实验设备压裂实验仿真平台主要有仿真实验设备与仿真软件系统构成，利用SCADA系统把两部分串联起来，通过RTU进行数据传输、监测与控制。
其中，SCADA系统是集数据采集、监视、控制为一体的自动化控制系统，RTU，即远程控制终端，负责对现场信号的传输、监测和控制。
压裂实验仿真平台的仿真实验设备主要有由地面设备模型和压裂车组模型两部分组成。
地面设备主要有封井器、井口球阀、投球器、活动弯头、油壬、蜡球管汇、压裂管汇等设备。
压裂车组主要有压裂车、混砂车、罐车、仪表车、压裂指挥车。
图１压裂实验仿真设备模型图三、注意事项1）设备长期不用需断电，投影系统开启和关闭需注意；2）每次通过教学实训软件进行某一项目实训后，需将各车的电子器件达到初始状态，涉及到工艺流程中的阀门也要及时闭合。
每次实训结束后，将各阀、开关、电位器都复位；3）酸化压裂车上的紧急停机、总复位、总熄火按钮是一自锁触点，在实训中使用后要及时复位；4）仪表车上的开关、电位器、波段开关等电子器件，不要进行破坏性的操作。
各仪表车上的数显仪表参数，厂家已调校好，学员严禁对数显仪表进行参数设置；5）信号通讯线缆通过地槽与通讯模块进行连接，学员不要故意踩踏，以免损坏通讯线缆。
6）严禁未经培训人员，擅自操作实训软件；7）压裂实训系统计算机不可连接外网，或进行网络IP设置。
否则会造成现场仪表车及数据采集系统无法与实训软件进行数据通讯，造成设备瘫痪。
四、实验步骤图2 压裂工艺地面管汇⑴试循环：选择教学系统——现场地面工艺操作演示——压裂基本工序演示——试循环：①打通现场流程：打开阀门1或2——打开阀门4和10、或打开阀门5和9、或打开阀门6或8——打开阀门11——打开阀门17——打开阀门18和21、或打开阀门19和22、或打开阀门20盒23——打开阀门24和25——1号启动压裂车——打开回水阀门F。
中国石油大学采油工程实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：无压裂模拟实验20161. 实验目的(每空1分，共12分)(1) 水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，此压力大于井壁附近的地应力和岩石抗张强度，便在井底附近产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝。
(2) 压裂液是一个总称，根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段的任务可分为前置液、携砂液、顶替液三种。
(3) 当井壁上存在的周向应力达到井壁岩石水平方向的抗拉强度，岩石将产生垂直裂缝。
(4) 裂缝内的砂浓度是指单位体积裂缝内所含支撑剂的质量；裂缝闭合的砂浓度是指单位面积裂缝上所含支撑剂的质量。
2. 实验内容(每题4分，共20分)(1) 破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。
(2) 裂缝导流能力：油层条件下填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积。
(3) 全悬浮压裂液：压裂液粘度足以把支撑剂完全悬浮起来，在整个施工过程中没有支撑剂的沉降，停泵后支撑剂充满整个裂缝内，因而携砂液到达的位置就是支撑剂的位置。
(4) 地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量；支撑剂体积与压裂液体积之比。
(5) 增产倍数：在相同的生产压差下，压裂作业后的产量与压裂作业前产量的比值。
3. 实验流程与步骤(每空1分，共12)(1) 压裂施工设备由地面设备和压裂车组两部分组成。
地面设备主要包括 压裂管汇 、 蜡球管汇 、 压裂井口装置 ； 压裂车组包括 泵车、 混砂车、 罐车 、 仪表车 、 水泥车 。
(2) 泵车的作用：一是 泵送液体 ；二是 使液体升压；混砂车的作用：一是 把支撑剂与压裂液充分混合 ；二是 为泵车提供充足的液体 。
4. 数据处理（写出算例）（30分）(1) 计算闭合压力(计算一组数据即可)以100KN 载荷为例计算：(2) 用达西公式计算裂缝导流能力(计算一组数据即可)以单层入口压力2.39atm ，出口压力1atm ，流量0.94m ³/d=261.1cm ³/s 为例计算：W=1cm同理可求出其他测点的闭合压力和裂缝导流能力，如表1表1不同载荷下的闭合压力和裂缝导流能力载荷（kN ）P 闭（kg/cm 2）K f W （μm 2⋅cm ） 单层双层50 76.78 1.006 0.9984 100 153.56 1.006 0.9984 120 184.28 1.006 0.9984 150 230.34 1.006 0.9984 200 307.13 1.006 0.9984 250383.91 1.006 0.9984(3) 用二项式公式计算120KN 载荷的导流能力(画图注意横纵坐标名称与单位)注：)43r r (ln w πaK 2μA o e f g -∙=，{a =86.4，Q (m 3/d)；g μ(mPa ·s)；P (MPa)}，入口压力，出口压力为绝对压力。
《致密气藏体积压裂伤害机理实验研究》篇一一、引言随着能源需求的不断增长，致密气藏的开发逐渐成为国内外能源研究的热点。
然而，由于致密气藏的特殊地质条件，其开发过程中常常面临体积压裂的挑战。
体积压裂技术是提高致密气藏采收率的重要手段，但同时也可能对储层造成伤害。
因此，研究体积压裂对致密气藏的伤害机理，对于优化开发方案、提高采收率具有重要意义。
本文通过实验研究，深入探讨了致密气藏体积压裂的伤害机理。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的材料主要包括致密岩心、压裂液、添加剂等。
所有材料均经过严格筛选和质量控制，确保实验结果的准确性。
2. 实验方法（1）制备致密岩心模型，模拟实际地质条件下的储层环境。
（2）对岩心模型进行体积压裂处理，观察压裂过程中岩心的变化。
（3）通过对比压裂前后岩心的物理性质、化学性质及渗流性能等指标，分析体积压裂对致密气藏的伤害机理。
三、实验结果与分析1. 物理性质变化实验发现，体积压裂后，岩心的孔隙度和渗透率均有所降低。
其中，孔隙度的降低主要是由于压裂过程中岩心内部的微裂缝闭合所导致；渗透率的降低则与岩心内部结构的改变及压裂液对渗流通道的堵塞有关。
2. 化学性质变化在体积压裂过程中，压裂液与岩心发生化学反应，导致岩心表面产生一定程度的腐蚀。
此外，压裂液中的添加剂也可能与岩心成分发生反应，生成不利于气体渗流的物质。
这些因素共同导致了岩心化学性质的改变。
3. 渗流性能变化体积压裂后，岩心的渗流性能受到严重影响。
一方面，压裂过程中产生的微裂缝和较大的裂缝可能成为气体渗流的障碍；另一方面，压裂液及添加剂的残留也可能堵塞渗流通道，降低气体的渗流速度和采收率。
四、伤害机理探讨根据实验结果，致密气藏体积压裂的伤害机理主要包括以下几个方面：1. 微裂缝闭合：在压裂过程中，由于岩心内部应力分布不均，部分微裂缝可能发生闭合，导致孔隙度和渗透率降低。
2. 渗流通道堵塞：压裂液及添加剂的残留可能堵塞渗流通道，影响气体的渗流速度和采收率。
《致密气藏体积压裂伤害机理实验研究》篇一一、引言随着油气资源的日益紧缺，致密气藏的开发成为了国内外研究的热点。
在致密气藏的开发过程中，体积压裂技术因其能够有效地提高油气采收率而得到了广泛的应用。
然而，体积压裂过程中可能引发的地层伤害问题也逐渐凸显出来，成为了影响开采效果的关键因素。
因此，本篇论文将通过实验研究的方法，对致密气藏体积压裂的伤害机理进行深入探讨。
二、实验设计本实验主要采用物理模拟和数值模拟相结合的方法，对致密气藏体积压裂的伤害机理进行研究。
实验设计包括以下几个方面：1. 实验材料：选用与致密气藏地质条件相似的岩石样品作为实验材料。
2. 实验设备：采用高压物理模拟实验装置和数值模拟软件进行实验。
3. 实验方案：设计不同压裂参数（如压裂液排量、压裂压力等）下的体积压裂实验，观察并记录实验过程中的各种现象。
三、实验过程与结果分析1. 实验过程：首先，将岩石样品放置在高压物理模拟实验装置中，然后按照设定的压裂参数进行体积压裂实验。
在实验过程中，通过观察并记录岩石样品的变形、裂缝扩展等情况，以及压裂液在岩石中的渗透情况。
2. 结果分析：通过对实验数据的分析，我们发现体积压裂过程中可能产生的伤害主要包括以下几个方面：（1）岩石变形：在体积压裂过程中，岩石受到强烈的应力作用，导致岩石发生变形，甚至出现裂缝。
这些变形和裂缝会对后期的油气开采产生不利影响。
（2）地层污染：压裂液中可能含有一些化学物质，这些物质在地层中的残留可能对地层造成污染，影响油气的质量。
（3）裂缝扩展不均：由于地层的非均质性，裂缝的扩展可能不均匀，导致部分区域的油气无法得到有效开采。
四、体积压裂伤害机理探讨针对上述实验结果，我们对体积压裂的伤害机理进行探讨：1. 岩石变形与裂缝扩展：在体积压裂过程中，岩石受到的应力超过了其承受能力，导致岩石发生变形和裂缝扩展。
这些变形和裂缝不仅会影响岩层的稳定性，还会对后期的油气开采产生不利影响。
压裂裂缝扩展行为与产能模拟研究随着石油和天然气的需求不断增加，减少开采成本和提高产量的重要性越来越大。
其中一种被广泛使用的技术是压裂技术。
压裂可以创造裂缝并扩大裂缝，以增加油气的渗透性。
这项技术已经被广泛使用，并已取得了很多成功。
但是，人们对于压裂行为和扩展裂缝的机理仍不十分清楚。
压裂技术原理压裂技术是在井孔内通过高压水泥浆或压缩空气的力量将井内岩石破碎形成孔隙。
压裂通常被用来提高天然气和石油的产量，提高渗透率和流量。
这种技术对于产水井和工程注水孔也有很多应用。
压裂强度很高，需要使用高压水泥浆或压缩空气才能实现。
压裂的方法主要分为两种：水力压裂和气体压裂。
水力压裂是使用高压水泥浆注入井内，形成裂缝等孔隙。
气体压裂是将空气注入井管，使用高压气体将岩石破碎。
压裂行为与裂缝扩展机理压裂过程中的裂缝扩展行为和裂缝网络形成机理一直是压裂技术研究中的重要问题之一。
在这个过程中，裂缝在岩石中扩散和变形。
根据实验和模拟研究，裂缝的扩展主要受到以下因素的影响：1. 岩石结构：岩石的类型和强度对扩展裂缝的影响很大。
比如，岩石的高孔隙率、低强度和易变形性将有助于更快、更深地形成裂缝。
2. 压力：压力是导致裂缝扩展的第二个主要因素。
如果壳体表现出类似于抗压的特性，则裂缝会受到较小的影响，反之则会被快速地扩展和扩大。
3. 液体可运动性：液体可运动性对裂缝的形成和扩展有着巨大的影响，特别是在极端深度和高压下。
液态物质的运动方式会影响裂缝的扩展速度和方向。
4. 数值模拟：数值模拟对于裂缝扩展的研究则是压裂技术研究中的重要环节之一。
这种技术可以通过关键量的统一计算和预测来减少实验和装置的成本，同时可以获得大量重要的数据。
压裂技术的产能模拟研究近年来，随着能源需求的不断增加，压裂技术得到了广泛的应用。
可以通过一系列的生产分析和模拟来评估压裂技术的效果、为后续开采和升级提供数据支持。
压裂技术产能模拟通过计算和预测生产数据和高水平信息，可以帮助人们确定压裂井的介质和储量单位对采油策略和管理的在场应用。
《致密气藏体积压裂伤害机理实验研究》篇一一、引言随着油气资源的日益紧缺，致密气藏的开发成为了国内外研究的热点。
在致密气藏的开发过程中，体积压裂技术是一种常用的方法，但其在实施过程中可能会对气藏造成一定的伤害。
因此，本文通过实验研究致密气藏体积压裂的伤害机理，旨在为优化体积压裂技术提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的材料主要包括致密岩心、压裂液、气体等。
其中，致密岩心取自某致密气藏，具有较高的代表性。
2. 实验方法（1）制备致密岩心模型：根据实际气藏的地质条件，制备出与实际气藏相似的岩心模型。
（2）体积压裂实验：在岩心模型上进行体积压裂实验，记录压裂过程中的压力、流量等数据。
（3）伤害机理分析：通过对压裂后的岩心进行物理性质、化学性质等方面的测试，分析体积压裂对气藏的伤害机理。
三、实验结果与分析1. 体积压裂过程分析在体积压裂过程中，随着压力的逐渐升高，岩心开始出现裂缝。
当压力达到一定值时，裂缝逐渐扩展，形成较为复杂的裂缝网络。
此时，压裂液和气体开始进入裂缝网络，进一步扩大裂缝的规模。
2. 伤害机理分析（1）物理伤害：体积压裂过程中，岩心受到较大的外力作用，导致岩心内部结构发生变化，形成裂缝。
这些裂缝会破坏岩心的原始结构，降低其储气能力和稳定性。
（2）化学伤害：压裂液中可能含有一些化学物质，这些物质与岩心中的某些成分发生反应，产生新的物质。
这些新物质可能会对气藏的储气性能和开采过程产生不良影响。
（3）其他伤害：在体积压裂过程中，还可能产生微小的颗粒物和气泡等物质，这些物质可能会堵塞裂缝或降低气藏的渗透性，从而对气藏造成一定的伤害。
四、结论与建议通过实验研究，我们发现致密气藏体积压裂过程中存在物理、化学等多方面的伤害机理。
这些伤害机制可能导致岩心结构的破坏、储气能力的降低以及开采过程的困难。
因此，为了减少体积压裂对气藏的伤害，我们提出以下建议：1. 优化压裂液配方：通过改进压裂液的成分和性质，降低其与岩心之间的化学反应程度，从而减少化学伤害。
压裂破胶实验报告一、实验目的在20℃-45℃下，寻找能在30min-1h之间彻底破胶的破胶剂以及最佳使用浓度。
二、实验内容：1、实验中所用压裂体系：（1）基液：0.4%胍胶交联剂：0.4%硼砂交联比：100:10破胶剂：SUN-Y100生物酶破胶剂实验条件：20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃恒温水浴2、实验方法：（1）配制0.4%瓜胶溶液用电子天平称取4g瓜胶，配制质量分数为0.4%的瓜胶溶液。
配制过程中，瓜胶需要缓慢的加入正在搅拌的清水中，以防止鱼眼的出现。
（2）配制交联剂取0.4g硼砂，配制成0.4%质量浓度的硼砂溶液。
（3）配制破胶剂取1g SUN-Y100生物酶破胶剂/APS，配成质量分数为1%的溶液。
（4）冻胶的制备取一烧杯，加入100g配好的瓜胶溶液，按交联比为100：10加入10g硼砂溶液。
然后加入配好的破胶剂。
比如加200ppm破胶剂，则需要添加2g质量分数为1%的破胶剂溶液，加250ppm，则需要添加2.5g质量分数为1%的破胶剂溶液。
药剂加入完毕后，用玻璃棒搅拌，直至成能挑挂的冻胶。
将配好的冻胶放入要求温度的恒温水浴中，观察破胶情况。
三、实验结果20℃下破胶情况25℃下破胶情况30℃下破胶情况35℃下破胶情况40℃下破胶情况45℃下破胶情况（以上所说破胶是指破胶后的基液粘度在10 mPa.s以下）四、实验结论及建议从上述实验可以看出：1、室内按照压裂体系0.4%瓜胶，0.4 %硼砂，交联比100：10，综合实验可见在地层温度20-45 ℃条件下使用200-250ppmSUN-Y100生物酶破胶剂可以实现30min-1h内破胶彻底。
2、在20-45℃下，APS不能实现破胶。
水力压裂模拟实验步骤
水力压裂是一种常见的油气开采技术，通过高压水将岩石裂开，使油气能够顺利流出。
为了更好地理解水力压裂的原理和过程，我们可以进行一些模拟实验。
我们需要准备一些实验器材，包括高压水泵、压力计、压力容器、岩石模型等。
将岩石模型放入压力容器中，然后加入一定量的水。
接下来，使用高压水泵将水压力逐渐升高，直到达到一定的压力值。
在这个过程中，我们可以使用压力计来测量水的压力值。
当水的压力达到一定值时，岩石模型就会开始裂开。
这时，我们可以使用显微镜等工具来观察岩石模型的裂纹情况，以及裂纹的形态和分布。
通过这个实验，我们可以更好地理解水力压裂的原理和过程。
水力压裂的关键在于高压水的作用，它能够将岩石裂开，使油气能够顺利流出。
同时，我们也可以通过观察岩石模型的裂纹情况，来了解不同的压力值对岩石的影响，以及如何更好地控制水力压裂的过程。
水力压裂模拟实验是一种非常有用的实验方法，它可以帮助我们更好地理解水力压裂的原理和过程，为油气开采提供更好的技术支持。
一、实验目的本实验旨在研究水泥制品在受力过程中的破坏行为，通过压裂实验了解水泥制品的力学性能，为水泥制品的设计、施工和养护提供理论依据。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- 水泥：普通硅酸盐水泥- 砂：中砂- 水：自来水- 钢筋：HRB400钢筋2. 实验设备：- 压力试验机：用于施加压力- 尺寸测量工具：用于测量试件尺寸- 破碎机：用于破碎试件- 计算机及数据采集系统：用于记录实验数据三、实验方法1. 试件制备：- 按照设计要求，将水泥、砂、水按照一定比例混合，搅拌均匀后，倒入模具中成型。
- 养护：将成型的试件放入标准养护箱中，养护至规定龄期（如28天）。
2. 实验步骤：- 测量试件尺寸，包括长度、宽度和高度。
- 将试件放置在压力试验机上，确保试件平稳。
- 开启压力试验机，逐渐施加压力，直至试件发生压裂。
- 记录试件破坏时的最大压力值、破坏位置及试件的破坏形态。
四、实验结果与分析1. 实验结果：| 试件编号 | 龄期（天） | 尺寸（mm） | 最大压力（MPa） | 破坏位置 | 破坏形态 || -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- || 1 | 28 | 150×150×150 | 30.5 | 中部 | 压裂破坏 || 2 | 28 | 150×150×150 | 28.0 | 中部 | 压裂破坏 || 3 | 28 | 150×150×150 | 32.5 | 中部 | 压裂破坏 || 4 | 28 | 150×150×150 | 31.0 | 中部 | 压裂破坏 |2. 结果分析：（1）试件破坏位置主要集中在试件中部，说明试件在中部受力较大，容易发生破坏。
（2）试件破坏形态为压裂破坏，说明水泥制品在受力过程中，主要表现为抗压性能。
中国石油大学采油工程实验报告
实验日期：成绩：
班级：学号：姓名：教师：
同组者：无
压裂模拟实验2016
1. 实验目的(每空1分，共12分)
(1) 水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，此压力大于井壁附近的地应力和岩石抗张强度，便在井底附近产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝。
(2) 压裂液是一个总称，根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段的任务可分为前置液、携砂液、顶替液三种。
(3) 当井壁上存在的周向应力达到井壁岩石水平方向的抗拉强度，岩石将产生垂直裂缝。
(4) 裂缝内的砂浓度是指单位体积裂缝内所含支撑剂的质量；裂缝闭合的砂浓度是指单位面积裂缝上所含支撑剂的质量。
2. 实验内容(每题4分，共20分)
(1) 破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。
(2) 裂缝导流能力：油层条件下填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积。
(3) 全悬浮压裂液：压裂液粘度足以把支撑剂完全悬浮起来，在整个施工过程中没有支撑剂的沉降，停泵后支撑剂充满整个裂缝内，因而携砂液到达的位置就是支撑剂的位置。
(4) 地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量；支撑剂体积与压裂液体积之比。
(5) 增产倍数：在相同的生产压差下，压裂作业后的产量与压裂作业前产量的比值。
3. 实验流程与步骤(每空1分，共12)
(1) 压裂施工设备由地面设备和压裂车组两部分组成。
地面设备主要包括 压裂管汇 、 蜡球管汇 、 压裂井口装置 ； 压裂车组包括 泵车、 混砂车、 罐车 、 仪表车 、 水泥车 。
(2) 泵车的作用：一是 泵送液体 ；二是 使液体升压；混砂车的作用：一是 把支撑剂与压裂液充分混合 ；二是 为泵车提供充足的液体 。
4. 数据处理（写出算例）（30分）
(1) 计算闭合压力(计算一组数据即可)
以100KN 载荷为例计算：
(2) 用达西公式计算裂缝导流能力(计算一组数据即可)
以单层入口压力2.39atm ，出口压力1atm ，流量0.94m ³/d=261.1cm ³/s 为例计算：
W=1cm
同理可求出其他测点的闭合压力和裂缝导流能力，如表1
表1不同载荷下的闭合压力和裂缝导流能力
载荷（kN ）
P 闭（kg/cm 2
）
K f W （μm 2
⋅cm ） 单层
双层
50 76.78 1.006 0.9984 100 153.56 1.006 0.9984 120 184.28 1.006 0.9984 150 230.34 1.006 0.9984 200 307.13 1.006 0.9984 250
383.91 1.006 0.9984
(3) 用二项式公式计算120KN 载荷的导流能力(画图注意横纵坐标名称与单位)
注：
)4
3
r r (ln w πaK 2μA o e f g -∙=，{a =86.4，Q (m 3/d)；g μ(mPa ·s)；P (MPa)}，入口压力，出口压力为绝对压力。
计算数据如表2：
表2 120kN 载荷下（Pi 2
-Po 2
）/Q 与Q 的值 单层
双层
（Pi 2
-Po 2
)/Q （MPa ²·d/m ³）
Q(m ³/d)
（Pi 2
-Po 2
)/Q
Q
0.002089 22.56 0.00211 22.56
0.002047 22.32 0.002047 22.32
0.001985 22.08 0.001985 22.08
0.001881 21.36 0.001881 21.36
0.001839 20.88 0.001839 20.88 以为纵坐标，Q为横坐标作图如下，其中Q (m3/d) P(MPa)
图1 单层铺砂（Pi2-Po2）/Q与Q图
由图知单层铺砂A=0.0013
图2双层铺砂（Pi2-Po2）/Q与Q图
由图知双层铺砂A=0.0013
(4) 画出裂缝导流能力与闭合压力之间的关系曲线，并分析(画图注意横纵坐标名称与单位)。
绘制导流能力与闭合压力的曲线：
图3 导流能力与闭合压力的曲线
根据导流能力与闭合压力的曲线可以得出，不论单层铺砂还是双层铺砂其导流能力不随闭合压力的变化而变化；表明在实验采用的闭合压力时，支撑剂没有被压碎，所以导流能力不随闭合压力减小；同时，双层铺砂的导流能力略小于单层铺砂的导流能力，表明两者无较大区别，也表明支撑剂没有压碎。
5. 问题（26分）
(1) 简述水力压裂增产增注原理。
(8分)
答：水力压裂增产增注的原理主要是通过降低井底附近地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态，使原来的径向流动改变为油层与裂缝的近似单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，大大降低了能量损耗，因而油气井产量或注水井注入量就会大幅度提高。
(2) 请画出压裂过程井底压力变化曲线，并指出破裂压力，裂缝延伸压力。
(8分)
答：压裂过程井底压力变化曲线如下
对于致密地层，破裂压力为F P ，裂缝延伸压力E P ；
对于微裂缝、高渗岩石，破裂压力与延伸压力相近，都为E P 。
(3) 简述常规压裂对压裂液和支撑剂的性能要求。
(10分) 答：常规压裂对压裂液和支撑剂的性能要求： 1）
滤失少，悬砂能力强，悬砂能力强，摩阻低，稳定性，配伍性，低
残，易返排，货源广、便于配制、价钱便宜
附数据表：。
