幂律型压裂液对裂缝扩展影响的数值模拟.pdf

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1、2015年6月大庆石油地质与开发June，2015第34卷第3期PetroleumGeologyandOilfieldDevelopmentinDaqingVo1．34No．3DoI：10．3969／J．ISSN．1000—3754．2015．03．015幂律型压裂液对裂缝扩展影响的数值模拟曾青冬姚军(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580)摘要：水力压裂作为油气藏增产的重要措施，压裂液的流变性质对裂缝扩展形态起着重要作用。为探寻幂律型压裂液对裂缝扩展的影响，建立了考虑岩石变形和裂缝幂律流体流动的二维非均质油藏水力裂缝扩展数学模型，分别采用扩展有限元和标准有限元法求解应

2、力场和流场，并通过迭代法将两场耦合起来。通过与经典模型计算结果比较，证明了模型能准确地预测裂缝扩展形态。参数敏感性分析表明：岩石弹性模量的非均质越强，越容易形成短、宽型水力裂缝，而泊松比的非均质几乎没有影响；幂律流体流性指数越大，越容易形成短、宽型水力裂缝；幂律流体稠度系数越大，越容易形成短、宽型水力裂缝。该模型可为压裂设计和预测提供理论指导。关键词：幂律流体；压裂液；非均质性；水力压裂；扩展有限元；裂缝扩展中图分类号：TE357．12文献标识码：A文章编号：1000—3754(2015)03—0081—06NUMERICALMoDELINGOFTHEPoWER．LAWFRACTURI

3、NGFLUIDINFLUENCESoNTHEHYDRAULICFRACTUREPRoPAGATIoNZENGQingdong，YAOJun(SchoolofPetroleumEngineering，ChinaUniversityPetroleum，Qingdao266580，China)Abstract：Hydraulicfracturingisanimportantstimulatingtreatmentforoilandgasreservoirs，andtherheologicalpropertiesofthefracturingfluidplaysignificantrolein

4、thefracturepropagatedconfigurations．Toseekfortheinflu-encesofthepower-lawfracturingfluidonthepropagation，themathematicalmodelof2Dhydraulicfracturepropa—gationfortheheterogeneousoilreservoirisestablishedintheconsiderationsoftherockdeformationsandpower—lawfluidflowinthefractures，thestressandflowfi

5、eldsaresolvedthroughtheextendedandstandardfiniteelementmethodsrespectively，andmoreoverthetwofieldsarecoupledbytheiteratingmethod．Themodelisverifiedtobecapableofforecastingthefracturepropagationaccuratelybycomparisonwiththecomputedresultsoftheclassicalmode1．Furthermore，theparametersensitivityanal

6、ysisshowsthatthestrongertheheterogeneityoftheelasticmodu—lusis，theshorterandwiderthefractureswillinduce；thereisalmostnoinfluencefortheheterogeneityofthePois—sonSratio；thelargertheliquidityindexofthepower—lawfluidis，theshorterandwiderfractureswillproduce；thelargertheconsistencyindexofthepower—law

7、fluidis，theshorterandwiderthefractureswillgenerate．Themodelcanprovidethetheoreticguidanceforthefracturingdesignandprediction．收稿日期：2014-04-15改回日期：2014．10．22基金项目：国家自然科学基金项目(51234007)、长江学者和创新团队发展计划(1RT1294)和中央高校基本科研业务费专项资金(11CX