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CN112326456A - 一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法 - Google Patents

一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法 Download PDF

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CN112326456A CN202011249394.6A CN202011249394A CN112326456A CN 112326456 A CN112326456 A CN 112326456A CN 202011249394 A CN202011249394 A CN 202011249394A CN 112326456 A CN112326456 A CN 112326456A
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Abstract

一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，包括如下步骤：采用非常规储层岩块制备长方体试样，沿试样长边预制多条对称平行分布的裂缝；根据裂缝长度、裂缝间距和分布形态，确定两支撑点和两加载点的位置；建立长方体试样多裂缝四点弯曲加载的有限元模型，计算每条裂缝缝尖的应力强度因子；对比每条裂缝缝尖的应力强度因子，判断裂缝是否能同步起裂和同步扩展；开展四点弯曲试验；利用高速摄像机观测四点弯曲加载过程中多裂缝的同步扩展演化过程；试验结束后，观察裂缝的扩展形态，探讨多裂缝同步扩展中的竞争行为。本发明为进一步优化射孔簇间距、射孔深度和射孔数目等提供了有效的途径，具有较强的科学研究价值。

Description

一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法
技术领域
本发明属于非常规油气储层压裂增产改造领域，具体涉及一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法。
背景技术
非常规油气开发已逐渐成为全球能源开发的热点，而水平井分段多簇压裂技术是开发非常规油气资源的关键核心技术。由于水平井的水平段一般较长，且通常采用分割器将水平段分割成若干个小段后再在每一小段内按一定间距进行多簇射孔同步压裂。多簇射孔压裂时会形成多条裂缝的同步扩展，多裂缝同步扩展时裂缝间存在应力干扰，而应力干扰程度与簇间距和裂缝分布形态密切相关，应力干扰程度的不同会导致裂缝的扩展形态各不相同，进而影响储层改造效果。普遍认为，多簇裂缝扩展时越同步，越有利于提高储层改造效果和油气产量，而如何保证多裂缝的同步扩展对进一步优化射孔簇间距等极为重要。
然而，目前国内外并没有提出较好的模拟多裂缝同步竞争扩展的有效办法。较多采用的方法是在模拟套管上预制出多个射孔簇来模拟多裂缝的同步扩展，但试验时很难实现多裂缝的同步起裂和同步扩展，多数情况下仅有一条裂缝起裂和扩展。即使出现了多裂缝起裂和扩展现象，裂缝间的扩展也极难同步。此外，模拟压裂试验时压裂流体分配的不均匀性进一步增强了裂缝扩展的异步性。因此，该试验方法并不能有效实现多裂缝的同步起裂和同步扩展。另一种实现水平井分段多簇压裂时多裂缝同步扩展的方法是数值模拟法，但到目前为止，该方法仍处于理论研究阶段，研究结果尚没有得到试验验证。因此，目前尚缺少一种定量、准确地模拟岩石多裂缝同步起裂和同步扩展的试验方法。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，该方法真正实现模拟非常规储层水平井分段多簇射孔压裂时多裂缝的同步竞争扩展过程，为进一步优化射孔簇间距、射孔簇数、射孔深度，分析裂缝间的应力干扰等提供试验基础，从而提高非常规油气储层水平井分段多簇压裂时的增产效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，包括以下步骤，
（1）采用非常规储层岩块制备长方体试样；
（2）沿试样长边预制多条对称平行分布的裂缝；
（3）根据裂缝的长度、裂缝间距和分布形态，确定四点弯曲加载时两个支撑点和两个加载点的位置；
（4）建立长方体试样多裂缝四点弯曲加载的有限元模型，计算每条裂缝缝尖的应力强度因子；对比每条裂缝缝尖的应力强度因子，判断裂缝是否能同步起裂和同步扩展；
（5）根据设计的加载点和支撑点位置，对长方体试样开展四点弯曲试验；
（6）利用高速摄像机观测四点弯曲加载过程中多裂缝的同步扩展演化过程；
（7）试验结束后，观察裂缝的扩展形态，探讨多裂缝同步扩展中的竞争行为。
非常规储层主要包括页岩气储层、煤层气储层和致密砂岩气储层。
步骤（3）中确定四点弯曲加载时两个支撑点和两个加载点的位置具体为：四点弯曲加载时两个加载点和两个支撑点位置对称，裂缝均匀分布于两个加载点之间，加载点根据裂缝分布及裂缝间距确定，两个支撑点分别位于两个加载点外侧。
步骤（4）中有限元模型为基于有限元软件的断裂力学模块建立的计算裂缝尖端应力强度因子的模型；
有限元模型应针对不同的试验方案分别建立，计算的应力强度因子主要包括I型和II型应力强度因子及T应力大小，进而根据I型和II型应力强度因子及T应力大小，判断多裂缝是否能同步起裂和同步扩展；
本步骤中，四点弯曲加载时，仅可通过现有理论获得单一对称裂缝缝尖的应力强度因子：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 803453DEST_PATH_IMAGE002
当a ≤ 0.5h 时
Figure DEST_PATH_IMAGE003
当a > 0.5h 时
Figure 485101DEST_PATH_IMAGE004
式中：M为对称面处的弯矩；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为取决于
Figure 472779DEST_PATH_IMAGE006
的系数，与预制裂缝的长度有关；
而多条裂缝时的应力强度因子除与裂缝长度有关外，还与裂缝间距和裂缝条数有关，裂缝尖端的应力强度因子可表示成如下形式：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
式中：l为试样长度，b为试样宽度，h为试样高度，a为预制裂缝长度(a ≤ 0.5h)，P为四点弯曲试验时施加的荷载，S d为预制裂缝间的距离，S为相邻支撑点和加载点间的距离，n为预制裂缝条数；
Figure 948891DEST_PATH_IMAGE008
为取决于裂缝长度、裂缝间距和裂缝条数的系数，不能表示为显式函数，只能通过数值模拟法获得。
步骤（5）中四点弯曲试验是三点弯曲试验的改进，在岩石力学试验系统的三点弯曲专用试验架上进行。
步骤（6）中通过高速摄像机实时观测四点弯曲加载过程中多裂缝的起裂时间、扩展速度、扩展路径和转向等信息。
步骤（7）中裂缝的扩展形态包括：裂缝的扩展路径和偏转角，高速摄像机观察到的裂缝扩展过程，裂缝扩展的速度和先后顺序，利用声发射探头观测到的声发射事件数、波形和位置，破裂面形态、扫描电镜断口扫描的破裂机制。
步骤（7）中多裂缝同步扩展中的竞争行为包括：裂缝的扩展路径、扩展速度、转向行为和破裂机制。
采用上述技术方案，与现有试验方法相比，本发明可取得以下有益效果;
1. 通过四点弯曲试验，可保证两加载点间对称分布的裂缝能同步起裂和同步扩展，而裂缝扩展的均衡性可通过四点弯曲加载的有限元模型计算得到的裂缝尖端应力强度因子进行验证。只有保证了裂缝同步起裂和同步扩展的均衡性，才能进一步研究多裂缝在同步扩展过程中的应力干扰行为和竞争扩展行为。
2. 多裂缝长方体形四点弯曲试样加工容易，且能保证多裂缝的同步起裂和同步扩展，克服了传统试验方法多数情况下仅有一条裂缝起裂和扩展的弊端。
3. 本发明提供的模拟岩石多裂缝同步竞争扩展试验方法可实时观察裂缝的同步竞争扩展过程，为定量分析裂缝扩展中的应力干扰行为和竞争行为提供了有益的方法，更为进一步优化射孔簇间距、射孔深度和射孔数目等提供了有效的途径，具有较强的科学研究价值。
附图说明
图1是本发明的试验流程图；
图2是模拟长方体试样两条裂缝同步竞争扩展的四点弯曲加载示意图；
图3是模拟长方体试样三条裂缝同步竞争扩展的四点弯曲加载示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本发明的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，包括以下步骤，
（1）采用非常规储层岩块制备长方体试样；
（2）沿试样长边预制多条对称平行分布的裂缝；
（3）根据裂缝的长度、裂缝间距和分布形态，确定四点弯曲加载时两个支撑点和两个加载点的位置；
（4）建立长方体试样多裂缝四点弯曲加载的有限元模型，计算每条裂缝缝尖的应力强度因子；对比每条裂缝缝尖的应力强度因子，判断裂缝是否能同步起裂和同步扩展；
（5）根据设计的加载点和支撑点位置，对长方体试样开展四点弯曲试验；
（6）利用高速摄像机观测四点弯曲加载过程中多裂缝的同步扩展演化过程；
（7）试验结束后，观察裂缝的扩展形态，探讨多裂缝同步扩展中的竞争行为。
非常规储层主要包括页岩气储层、煤层气储层和致密砂岩气储层。
步骤（3）中确定四点弯曲加载时两个支撑点和两个加载点的位置具体为：四点弯曲加载时两个加载点和两个支撑点位置对称，裂缝均匀分布于两个加载点之间，加载点根据裂缝分布及裂缝间距确定，两个支撑点分别位于两个加载点外侧。
步骤（4）中有限元模型为基于有限元软件的断裂力学模块建立的计算裂缝尖端应力强度因子的模型；
有限元模型应针对不同的试验方案分别建立，计算的应力强度因子主要包括I型和II型应力强度因子及T应力大小，进而根据I型和II型应力强度因子及T应力大小，判断多裂缝是否能同步起裂和同步扩展；
本步骤中，四点弯曲加载时，仅可通过现有理论获得单一对称裂缝缝尖的应力强度因子：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 78478DEST_PATH_IMAGE010
当a ≤ 0.5h 时
Figure DEST_PATH_IMAGE011
当a > 0.5h 时
Figure 360555DEST_PATH_IMAGE012
式中：M为对称面处的弯矩；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为取决于
Figure 874844DEST_PATH_IMAGE006
的系数，与预制裂缝的长度有关；
而多条裂缝时的应力强度因子除与裂缝长度有关外，还与裂缝间距和裂缝条数有关，裂缝尖端的应力强度因子可表示成如下形式：
Figure 318595DEST_PATH_IMAGE014
式中：l为试样长度，b为试样宽度，h为试样高度，a为预制裂缝长度(a ≤ 0.5h)，P为四点弯曲试验时施加的荷载，S d为预制裂缝间的距离，S为相邻支撑点和加载点间的距离，n为预制裂缝条数；
Figure 675758DEST_PATH_IMAGE008
为取决于裂缝长度、裂缝间距和裂缝条数的系数，不能表示为显式函数，只能通过数值模拟法获得。
步骤（5）中四点弯曲试验是三点弯曲试验的改进，在岩石力学试验系统的三点弯曲专用试验架上进行。
步骤（6）中通过高速摄像机实时观测四点弯曲加载过程中多裂缝的起裂时间、扩展速度、扩展路径和转向等信息。
步骤（7）中裂缝的扩展形态包括：裂缝的扩展路径和偏转角，高速摄像机观察到的裂缝扩展过程，裂缝扩展的速度和先后顺序，利用声发射探头观测到的声发射事件数、波形和位置，破裂面形态、扫描电镜断口扫描的破裂机制。
步骤（7）中多裂缝同步扩展中的竞争行为包括：裂缝的扩展路径、扩展速度、转向行为和破裂机制。
下面以页岩为例进行说明。页岩气是一种典型的非常规天然气，其开发潜力巨大，是常规油气资源的理想接替。页岩气储层在进行水平井分段多簇射孔压裂改造时多涉及多裂缝的同步扩展问题。
本发明的试验方法采用如下步骤进行操作：
（1）选取从页岩露头获取的较完整的大尺寸（尺寸一般大于300 mm × 300 mm × 300mm，形状可任意）页岩试块，沿垂直层理或平行层理方向加工出长方体形试样，试样边长为210 mm × 20 mm × 40 mm（依次为长l、宽b和高h，如图2和图3所示）。
（2）根据预先设计的裂缝长度，用记号笔在试样的底面（如图2和图3所示）标注出预制裂缝的位置；用线切割锯在预制裂缝处加工出宽度约1 mm，长度分别为10 mm、15 mm和20 mm的裂缝；用单面刀片将裂缝切槽根部刻画尖锐，且在加工的过程中要保证裂缝之间足够平行。l为试样长度，b为试样宽度，h为试样高度，a为预制裂缝长度(a ≤ 0.5h)，P为四点弯曲试验时施加的荷载，S d为预制裂缝间的距离，S为相邻支撑点和加载点间的距离。
（3）根据预制裂缝的长度、间距和裂缝条数，确定两加载点和两支撑点的合理位置，并初步估计试验加载方案的合理性。
（4）根据设计的四点弯曲加载时加载点和支撑点的位置，基于大型商业有限元软件的断裂力学模块，建立长方体试样四点弯曲加载的有限元计算模型，计算每条裂缝缝尖的I型和II型应力强度因子和T应力。
（5）对比每条裂缝尖端的I型和II型应力强度因子和T应力，如果这些参数均相等，表明在四点弯曲加载时裂缝间具有起裂的同步性和扩展的均衡性，试验方案可行，否则，重复（3）-（5）的试验步骤，直到试验方案可行。
（6）依据数值模拟验证过的四点弯曲加载方案，在岩石力学试验系统的三点弯曲专用试验架上开展四点弯曲试验；在四点弯曲试验过程中通过声发射监测系统实时监测裂缝起裂、扩展过程中产生的声发射信息，并通过高速摄像机实时观测裂缝的起裂和扩展演化过程。
（7）试验结束后，首先用观察法观察每条裂缝的起裂点位置、扩展路径、破裂面形态，用素描法描绘出每条裂缝的扩展路径；接着，通过声发射监测系统监测到的声发射事件的参数和波形，对裂缝的起裂和扩展路径进行定位；最后，通过高速摄像机观测到的裂缝扩展演化信息，指出每条裂缝的起裂点位置、起裂时间、裂缝扩展的速度、扩展路径和转向信息等。
（8）对比不同方法得出的多裂缝扩展演化信息，分析多裂缝的同步起裂和同步扩展特征，探讨多裂缝同步扩展中的应力干扰行为和竞争扩展行为，指出裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度和加载点位置等对多裂缝同步扩展中应力干扰行为和竞争扩展行为的影响。
最后应说明的是，以上所述实例仅为本发明的一个实施例而已，并非用于限制本发明。尽管通过该实例对本发明进行了详细解释和说明，但对本领域的技术人员来说，本发明的技术方案可以有各种改进和等同替换。凡在本发明的精神和原则范围之内，所作的任何改进、等同替换、修正等，均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）采用非常规储层岩块制备长方体试样；
（2）沿试样长边预制多条对称平行分布的裂缝；
（3）根据裂缝的长度、裂缝间距和分布形态，确定四点弯曲加载时两个支撑点和两个加载点的位置；
（4）建立长方体试样多裂缝四点弯曲加载的有限元模型，计算每条裂缝缝尖的应力强度因子；对比每条裂缝缝尖的应力强度因子，判断裂缝是否能同步起裂和同步扩展；
（5）根据设计的加载点和支撑点位置，对长方体试样开展四点弯曲试验；
（6）利用高速摄像机观测四点弯曲加载过程中多裂缝的同步扩展演化过程；
（7）试验结束后，观察裂缝的扩展形态，探讨多裂缝同步扩展中的竞争行为。
2.根据权利要求1所述的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：非常规储层主要包括页岩气储层、煤层气储层和致密砂岩气储层。
3.根据权利要求1所述的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：步骤（3）中确定四点弯曲加载时两个支撑点和两个加载点的位置具体为：四点弯曲加载时两个加载点和两个支撑点位置对称，裂缝均匀分布于两个加载点之间，加载点根据裂缝分布及裂缝间距确定，两个支撑点分别位于两个加载点外侧。
4.根据权利要求1所述的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：步骤（4）中有限元模型为基于有限元软件的断裂力学模块建立的计算裂缝尖端应力强度因子的模型；
有限元模型应针对不同的试验方案分别建立，计算的应力强度因子主要包括I型和II型应力强度因子及T应力大小，进而根据I型和II型应力强度因子及T应力大小，判断多裂缝是否能同步起裂和同步扩展；
本步骤中，四点弯曲加载时，仅可通过现有理论获得单一对称裂缝缝尖的应力强度因子：
Figure 766520DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 903103DEST_PATH_IMAGE002
当a ≤ 0.5h 时
Figure 244086DEST_PATH_IMAGE003
当a > 0.5h 时
Figure 801949DEST_PATH_IMAGE004
式中：M为对称面处的弯矩；
Figure 493961DEST_PATH_IMAGE005
为取决于
Figure 247285DEST_PATH_IMAGE006
的系数，与预制裂缝的长度有关；
而多条裂缝时的应力强度因子除与裂缝长度有关外，还与裂缝间距和裂缝条数有关，裂缝尖端的应力强度因子可表示成如下形式：
Figure 255823DEST_PATH_IMAGE007
式中：l为试样长度，b为试样宽度，h为试样高度，a为预制裂缝长度(a ≤ 0.5h)，P为四点弯曲试验时施加的荷载，S d为预制裂缝间的距离，S为相邻支撑点和加载点间的距离，n为预制裂缝条数；
Figure 357771DEST_PATH_IMAGE008
为取决于裂缝长度、裂缝间距和裂缝条数的系数，不能表示为显式函数，只能通过数值模拟法获得。
5.根据权利要求1所述的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：步骤（5）中四点弯曲试验是三点弯曲试验的改进，在岩石力学试验系统的三点弯曲专用试验架上进行。
6.根据权利要求5所述的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：步骤（6）中通过高速摄像机实时观测四点弯曲加载过程中多裂缝的起裂时间、扩展速度、扩展路径和转向等信息。
7.根据权利要求6所述的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：步骤（7）中裂缝的扩展形态包括：裂缝的扩展路径和偏转角，高速摄像机观察到的裂缝扩展过程，裂缝扩展的速度和先后顺序，利用声发射探头观测到的声发射事件数、波形和位置，破裂面形态、扫描电镜断口扫描的破裂机制。
8.根据权利要求7所述的一种模拟岩石多裂缝同步竞争扩展的试验方法，其特征在于：步骤（7）中多裂缝同步扩展中的竞争行为包括：裂缝的扩展路径、扩展速度、转向行为和破裂机制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115078121A (zh) * 2022-08-23 2022-09-20 太原理工大学 一种间接可视化岩石多簇压裂室内试验装置及方法
CN117308847A (zh) * 2023-11-30 2023-12-29 江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心) 基于有限元的渡槽裂缝监控方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106401551A (zh) * 2016-10-21 2017-02-15 中国石油大学(北京) 一种水平井分段压裂或同步压裂模拟实验系统
CN107701160A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 中国石油大学(华东) 模拟水力压裂裂缝和天然裂缝扩展影响的实验装置及方法
CN111119831A (zh) * 2020-02-27 2020-05-08 山东大学 一种水平井分段压裂室内模拟试验装置及其操作方法
CN111223376A (zh) * 2020-02-12 2020-06-02 山东大学 一种可视的岩石水力压裂平面问题的物理实验系统及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106401551A (zh) * 2016-10-21 2017-02-15 中国石油大学(北京) 一种水平井分段压裂或同步压裂模拟实验系统
CN107701160A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 中国石油大学(华东) 模拟水力压裂裂缝和天然裂缝扩展影响的实验装置及方法
CN111223376A (zh) * 2020-02-12 2020-06-02 山东大学 一种可视的岩石水力压裂平面问题的物理实验系统及方法
CN111119831A (zh) * 2020-02-27 2020-05-08 山东大学 一种水平井分段压裂室内模拟试验装置及其操作方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BING LIU ET AL.: "Study on flexural behavior of carbon fibers reinforced coral concrete using digital image correlation", CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS *
陈旻炜 等: "水平井多裂纹同步扩展的偏折分析", 北京航空航天大学学报 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115078121A (zh) * 2022-08-23 2022-09-20 太原理工大学 一种间接可视化岩石多簇压裂室内试验装置及方法
CN117308847A (zh) * 2023-11-30 2023-12-29 江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心) 基于有限元的渡槽裂缝监控方法
CN117308847B (zh) * 2023-11-30 2024-02-09 江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心) 基于有限元的渡槽裂缝监控方法

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