泥—砂互层地层水压致裂过程的三维数值分析

在油气田开采工程中,水压致裂技术已经成为油气开采、低渗透油藏增产的主要技术措施。基于RFPA3D并行计算程序,建立了泥—砂岩互层条件下水力压裂的大规模计算模型。数值计算结果表明:拉应力在水力裂纹的形成、发展、延伸和贯通过程中都起到了至关重要的作用,即两种情况下的水力裂纹都是张拉型的;水力压裂破裂面总是在最大主应力面内,并且垂直于最小主应力方向;岩石破裂过程具有声发射特征,同样在水力压裂过程中,声发射可以用来衡量水力裂纹发生扩展的部位和能量的大小。在泥砂互层条件下,由于泥岩的残余强度较砂岩高,在受拉状态下岩石仍保持一定的强度,可压性要比砂岩低,因此在压裂过程中,需要采取相应的缝高控制技术,以增大裂缝长度。

贴体坐标在层状介质缝内流场数值模拟中的应用研究

处理任意形状且属于运动的裂缝边界是全三维水力压裂数值模拟技术所面临的技术难题之一。为了有效地攻克这一技术难关,在层状介质缝内流场数值模拟中,采用了有效的贴体坐标变换,成功地将二维缝内流场计算从复杂的物理域转换到规则的计算域,从而为我国全三维水力压裂数值模拟软件的开发和应用提供了良好的理论基础和新的思路。