深层高温高压气藏多级燃爆诱导压裂技术PDF电子书下载

第1章 深层高温高压储层燃爆压裂技术概述 1

1.1 深层高温高压气藏特征及开发难点 1

1.1.1 基本特征 1

1.1.2 基本开采状况 2

1.1.3 多级燃爆诱导压裂技术的提出 2

1.2 燃爆气体压裂基本原理 3

1.3 燃爆气体压裂推进剂发展研究 4

1.4 燃爆气体压裂技术适用范围 5

1.4.1 适用岩性 5

1.4.2 选井选层 5

1.5 燃爆气体压裂与爆炸压裂和水力压裂的比较 6

1.6 燃爆气体压裂与其他增产措施联作技术 7

1.6.1 燃爆气体压裂与射孔复合技术 7

1.6.2 超正压射孔技术 8

1.6.3 燃爆气体压裂与水力压裂及酸化复合技术 8

1.6.4 燃爆气体压裂与过氧化氢等其他化学解堵技术的联作 9

1.7 国内外燃爆气体压裂技术现状 9

1.7.1 高能火药爆燃规律研究进展 9

1.7.2 强动载岩石破坏研究进展 10

1.7.3 燃爆气体压裂套管安全校核研究进展 11

1.7.4 燃爆气体压裂过程耦合模型研究进展 12

1.7.5 燃爆气体压裂工艺技术及应用概况 13

1.7.6 燃爆气体压裂技术发展趋势分析 14

第2章 深层高温高压气藏储层特征及燃爆压裂可行性 17

2.1 储层区域构造背景 17

2.1.1 构造概况 17

2.1.2 构造演化特征 17

2.1.3 新场气田构造特征 18

2.2 储层区域沉积背景 19

2.2.1 地层特征 19

2.2.2 沉积特征 20

2.3 沉积相类型及特征 22

2.3.1 辫状河三角洲沉积体系 22

2.3.2 湖泊沉积体系 23

2.3.3 沉积相平面展布特征 24

2.4 储层物性特征 25

2.4.1 须四段储层物性特征 25

2.4.2 须四段储层孔渗关系 26

2.5 储层岩石学特征 26

2.5.1 岩石类型 27

2.5.2 岩石结构特征 28

2.5.3 碎屑组分特征 28

2.5.4 填隙物特征 29

2.6 深层致密储层燃爆压裂技术必要性分析 29

2.6.1 预存燃爆诱导缝对原始应力场的影响 29

2.6.2 诱导缝网对应力集中及水力压裂缝网体积的影响 40

2.7 深层致密储层燃爆压裂技术可行性评价 44

2.7.1 高能气体压裂技术的适应性分析 44

2.7.2 高能气体压裂技术对深层致密储层的适应性分析 45

2.7.3 深层致密储层岩石燃爆动载下的多缝起裂可行性评价 51

第3章 深层高温高压储层多级燃爆压裂作用机理 57

3.1 概述 57

3.1.1 多裂缝成缝条件 57

3.1.2 裂缝自行支撑理论 59

3.2 HEGF起裂机理研究 60

3.2.1 概述 60

3.2.2 裂缝的力学边界条件 61

3.2.3 起裂分析的动力有限元法 61

3.2.4 裂纹分析 63

3.3 HEGF裂缝传播能量分析 63

3.3.1 裂缝扩展临界应力的确定 63

3.3.2 裂缝传播过程分析 64

3.3.3 破缝能量分析 67

3.4 HEGF裂缝传播状态分析 68

3.4.1 裂缝传播的简化模型 68

3.4.2 应力场 68

3.4.3 压裂机理分析 73

3.5 岩心动态力学性质分析 75

第4章 燃爆气体压裂压裂弹药剂体系和配套工艺技术 79

4.1 新型高温高压多级燃速可控燃爆诱导压裂弹药剂体系研制 79

4.1.1 火药综合性能要求 79

4.1.2 多级燃速可控燃爆诱导压裂复合用药室内实验 80

4.1.3 复合药剂包覆处理 84

4.1.4 复合推进剂耐温性、耐压性实验 85

4.2 点火控制系统技术研究 85

4.2.1 点火药选择设计 85

4.2.2 点火药静态点火试验 86

4.2.3 延时控制点火技术 86

4.3 多级燃速可控燃爆诱导压裂装置结构设计 88

4.3.1 多级燃速可控燃爆诱导压裂装置结构设计 88

4.3.2 泄气管强度设计及计算 88

4.3.3 井筒内多级燃速可控燃爆诱导压裂装置爆燃压力计算 90

4.3.4 压裂装置火药爆燃压力持压时间确定 91

第5章 燃爆气体压裂火药爆燃过程动力学模型 93

5.1 火药爆燃过程物理模型 93

5.2 火药爆燃过程数学模型 94

5.2.1 密闭空间火药爆燃段分析 94

5.2.2 火药爆燃完成后散热泄压段分析 97

5.3 火药爆燃过程动力学模型求解 98

第6章 燃爆气体压裂压挡液柱运动规律动力学模型 100

6.1 压挡液柱运动物理模型 100

6.2 压挡液柱运动规律数学模型 100

6.3 压挡液柱运动规律模型求解 104

第7章 爆燃气体缝内流动及压裂裂缝动态响应理论分析 107

7.1 爆燃气体在射孔预存裂缝内流动模型 108

7.2 半解析法求解气体压力分布 108

7.2.1 气体密度沿裂缝均匀分布分析 109

7.2.2 气体温度沿裂缝均匀分布分析 110

7.2.3 裂缝入口气体质量流速分析——q0的确定 110

7.2.4 压裂装置装药模拟 111

7.2.5 裂缝内爆燃气体压力半解析法求解 113

7.3 数值迭代法求解气体压力分布 115

7.3.1 裂缝内气体压力分布函数 115

7.3.2 裂缝内气体质量守恒方程 116

7.3.3 裂缝内气体状态参数相互关系 117

7.3.4 裂缝、井筒及枪内气体流动关系 118

7.3.5 流动求解程序及其相关边界条件和初始条件 119

7.3.6 算例分析 121

7.4 燃爆气体压裂裂缝系统物理模型 123

7.5 射孔孔眼流体泄流模型 124

7.5.1 液体泄流模型 124

7.5.2 火药燃气泄流模型 125

7.6 裂缝内流体流动、渗漏模型 125

7.6.1 裂缝内流体压力分布 125

7.6.2 高压流体在裂缝壁面的渗漏 126

7.7 裂缝延伸动态响应模型研究 127

7.7.1 基本假定与分析模型建立 128

7.7.2 准静态裂缝扩展理论分析 129

7.8 考虑裂缝尖端动态响应的裂缝扩展理论分析 138

7.8.1 井壁裂缝体能量方程 139

7.8.2 动能增量近似计算 140

7.8.3 算例分析 141

7.9 裂缝动态延伸的耦合求解 142

7.9.1 质量守恒方程 142

7.9.2 能量守恒方程 143

第8章 燃爆气体压裂极限加载压力动力学模型 146

8.1 套管射孔井井周应力分布模型研究 146

8.1.1 基础数学模型 146

8.1.2 套管井周围应力分布 147

8.1.3 射孔孔眼周围应力分布 153

8.2 高加载速率下岩石破裂压力实验 156

8.2.1 实验装置及实验原理 156

8.2.2 冲击峰值压力计算分析及实验方案设计 157

8.2.3 实验结果分析 159

8.2.4 强动载岩石破裂压力模型回归及精度验证 160

8.3 套管受力分析及极限承载 163

第9章 燃爆气体压裂过程耦合求解及因素敏感性分析 165

9.1 燃爆气体压裂过程耦合求解 165

9.1.1 合理装药量范围确定 165

9.1.2 裂缝动态延伸计算 168

9.1.3 应用软件研制 168

9.2 燃爆气体压裂关键子系统变化规律研究 171

9.2.1 火药爆燃压力变化规律 172

9.2.2 压挡液柱运动规律 176

9.2.3 裂缝动态延伸规律 178

9.3 各因素对极限装药量和压裂效果的影响敏感性 182

9.3.1 装药结构的影响敏感性 182

9.3.2 装药量的影响敏感性 183

9.3.3 压挡液柱高度的影响敏感性 183

9.3.4 射孔参数的影响敏感性 184

第10章 燃爆气体压裂措施后油井产能计算模型 187

10.1 燃爆压裂油井产能模型 187

10.1.1 基本假设 187

10.1.2 油井裂缝模型产能分析 187

10.2 燃爆压裂油井产能模型计算 188

10.3 实例计算及结果分析 190

10.3.1 燃爆裂缝条数对采液指数的影响 190

10.3.2 燃爆裂缝长度对采液指数的影响 191

第11章 燃爆气体压裂工艺参数优化设计及实例分析 192

11.1 CG561井基本概况 192

11.2 CG561井燃爆气体压裂施工设计 194

11.3 试验效果对比分析 197

11.3.1 爆燃气体压裂前施工情况分析 197

11.3.2 燃爆气体压裂施工过程及措施效果分析 198

参考文献 200