基于模擬的致密砂巖儲(chǔ)層力學(xué)參數(shù)預(yù)測(cè)研究.pdf

1、灘壩砂巖儲(chǔ)層是典型的致密砂巖儲(chǔ)層，濱淺湖地帶最為常見(jiàn)。灘壩砂巖中發(fā)育著大小不等、隨機(jī)分布的微孔隙，在這些微孔隙的影響下，巖石的強(qiáng)度特征、變形特征等力學(xué)特性變得更加復(fù)雜。對(duì)于致密砂巖油藏的開(kāi)發(fā)而言，儲(chǔ)層巖石的力學(xué)特性直接影響著水力壓裂方案的參數(shù)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工的油氣采收率，對(duì)精細(xì)分層壓裂技術(shù)和注水技術(shù)的研究也起著很大的制約作用，如何準(zhǔn)確標(biāo)定儲(chǔ)層巖石的力學(xué)參數(shù)顯得尤為重要。
　　本文以東營(yíng)某油井凹陷灘壩砂巖儲(chǔ)層水力壓裂改造工程為典型

2、依托，基于現(xiàn)場(chǎng)取心巖樣的物理力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和地質(zhì)測(cè)井資料，從物理力學(xué)試驗(yàn)和數(shù)值模擬試驗(yàn)兩個(gè)角度，分別研究了致密砂巖儲(chǔ)層力學(xué)參數(shù)與微孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系及變化規(guī)律，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法將物理力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體回歸分析，得到以孔隙度為主變量的致密砂巖儲(chǔ)層力學(xué)參數(shù)預(yù)測(cè)模型，再由該預(yù)測(cè)模型反演目標(biāo)油井不同埋深儲(chǔ)層巖石的力學(xué)參數(shù)，建立三維地層水力壓裂模型進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證該預(yù)測(cè)模型的合理性。具體內(nèi)容可分為以下四個(gè)方面：
　?。?）從不同

3、埋深儲(chǔ)層鉆孔采樣所獲取的實(shí)際巖心入手，整理歸納出物理巖心的力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和地質(zhì)測(cè)井資料，并進(jìn)行初步探究性分析，嘗試尋求不同埋深儲(chǔ)層巖石力學(xué)參數(shù)與孔隙度之間的內(nèi)在關(guān)系。
　?。?）以物理巖心為標(biāo)準(zhǔn)，基于有限元分析軟件RFPA2D，充分考慮巖石介質(zhì)的非均勻性和微孔隙空間分布的隨機(jī)性，建立不同孔隙含量、不同孔徑大小的微孔隙結(jié)構(gòu)數(shù)值巖心，探討了單軸壓縮條件下數(shù)值巖心中微孔隙含量、孔徑大小對(duì)致密砂巖力學(xué)參數(shù)的影響及變化規(guī)律。
　　（3）

4、應(yīng)用數(shù)值模擬方法，結(jié)合物理力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果以及測(cè)井資料中不同埋深儲(chǔ)層巖石的孔隙度，用RFPA2D軟件建立與物理巖心相對(duì)應(yīng)的數(shù)值巖心，對(duì)不同微孔隙結(jié)構(gòu)數(shù)值巖心的彈性模量、應(yīng)力峰值強(qiáng)度、殘余應(yīng)力強(qiáng)度及泊松比等力學(xué)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值分析，并將物理力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行整體回歸分析，得到以孔隙度為主變量的致密砂巖儲(chǔ)層力學(xué)參數(shù)預(yù)測(cè)模型。
　?。?）基于砂巖儲(chǔ)層力學(xué)參數(shù)預(yù)測(cè)模型和地質(zhì)測(cè)井資料，建立目標(biāo)油田的三維水力壓裂模型，探討三維水力壓裂裂縫