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*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,采油工程第三次课堂考核,增产部分第一题,组员：,答辩人：,目,录,CONTENTS,1,2,3,题目介绍和分析,KGD,模型求解裂缝几何尺寸,卡特模型与,PKN,模型的应用,4,总结与思考,题目介绍,胜利油田某生产井井深度为,1684m1702m,，孔隙度为,18.06%,，渗透率为,9.25,*,10-3m,，杨氏模量为,22000MPa,，泊松比,0.22,，对该井进行压裂，压裂液的综合滤失系数为,，压裂液排量为,3.5m/min,，压裂时间为,40min,。,要求：,1,、利用卡特等裂缝模型设计裂缝几何尺寸（缝长、缝宽）,2,、通过计算，分析不同的施工排量、压裂时间对缝宽、缝 长的影响规律。,问题分析,（,1,）对裂缝形态的思考。,要压开油层,作用在井壁上的力必须大于油层压力与油层抗张强度之和。根据刘泽凯、王世顺的研究，胜利各油田的破裂梯度与深度之乘积远远小于上覆地层压力。因此,压裂时作用于井壁上的破裂压力不足以将油层抬起形成水平裂缝,只能形成垂直裂缝。,因此假设该井压裂形成垂直缝，且压开整个油层，即裂缝高度为,1702-1684=18m,。,问题分析,（,2,）对缝宽、缝长的优选。,根据题目数据，判断该井控制区域为低孔低渗油层，应用麦克奎尔,-,西克拉垂直裂缝增产倍数曲线可知，增加裂缝长度长度比增加裂缝导流能力对增产更有利。因此，压裂设计的优选原则是选取造长缝、低导流能力的方案。,设计采用二维模型，即假设缝高为常数，流体仅沿缝长方向流动。,根据,KGD,模型，求解裂缝几何尺寸,根据,KGD,模型，求解裂缝几何尺寸,根据,KGD,模型，求解裂缝几何尺寸,假设采用瓜尔胶压裂液，其粘度为,285mPas,，根据吉尔兹玛方程求解得：,裂缝的缝口宽度,裂缝的单翼缝长,利用,MATLAB,计算不同的施工排量、压裂时间的缝宽、缝长的数据。,不同的施工排量、压裂时间的缝宽、缝长的数据,流量,时间,20,25,30,35,40,45,50,2.0,87.9,98.2,107.6,116.2,124.3,131.8,138.9,2.5,109.8,122.8,134.5,145.3,155.3,164.8,173.7,3.0,131.8,147.4,161.4,174.4,186.4,197.7,208.4,3.5,153.8,171.9,188.3,203.4,217.5,230.7,243.1,4.0,175.7,196.5,215.2,232.5,248.5,263.6,277.9,4.5,197.7,221.0,242.1,261.5,279.6,296.6,312.6,5.0,219.7,245.6,269.1,290.6,310.7,329.5,347.3,单翼缝长（,m,）与施工排量、压裂时间数据表,不同的施工排量、压裂时间的缝宽、缝长的数据,流量 时间,20,25,30,35,40,45,50,2.0,9.7,10.3,10.8,11.2,11.6,11.9,12.3,2.5,11.5,12.2,12.7,13.2,13.7,14.1,14.5,3.0,13.2,14.0,14.6,15.2,15.7,16.2,16.6,3.5,14.8,15.7,16.4,17.0,17.6,18.2,18.6,4.0,16.4,17.3,18.1,18.8,19.5,20.1,20.6,4.5,17.9,18.9,19.8,20.6,21.3,21.9,22.5,5.0,19.4,20.5,21.4,22.3,23.0,23.7,24.4,缝口宽度（,mm,）与施工排量、压裂时间数据表,不同的施工排量、压裂时间的缝宽、缝长的数据,不同的施工排量、压裂时间的缝宽、缝长的数据,不同的施工排量、压裂时间的缝宽、缝长的数据,不同的施工排量、压裂时间的缝宽、缝长的数据,根据,KGD,模型设计数据可知，,裂缝的缝口宽度,裂缝的单翼缝长,结果并不十分理想，因为对于低孔低渗油层，增加裂缝长度长度比增加裂缝导流能力对增产更有利。,考虑利用卡特模型与,PKN,模型对裂缝几何尺寸进行重新设计,卡特模型与,PKN,模型的应用,卡特模型与,PKN,模型的应用,利用,PKN,模型可得到缝宽公式：,其中,Q,取地面总排量时，,=1.26,裂缝平均宽度：,将,PKN,缝宽公式与卡特面积公式联立，通过迭代求解缝宽和缝长。,卡特模型与,PKN,模型的应用,利用,MATLAB,实现算法，得到：,裂缝的平均宽度,裂缝的单翼缝长,考虑不同施工排量、压裂时间对几何参数的影响，利用程序实现，计算结果列出。,卡特模型与,PKN,模型的应用,卡特模型与,PKN,模型的应用,卡特模型与,PKN,模型的应用,总结与反思,综合考量两种方案，明显第二种方案更适合本井的施工，即增大缝长为主，增加导流能力为辅；缝宽过大必然导致成本的增加，同时对施工设备提出更高的要求；同时，注意到三维图的等值线，排量与压裂时间几乎呈现相同的影响，两者对于几何尺寸的增大都正相关，而且影响程度相近，从设备的角度而言，对于一定的几何尺寸有更多的组合选择。,也应该注意到本题对压裂液、支撑剂的物性参数多采用假设，而且没有进行严格的主成分分析压裂时间与排量的影响，没有进行增产倍数的核算。,附录,1 KGD,模型,matlab,实现,附录,2,卡特模型与,PKN,模型,matlab,实现,附录,2,卡特模型与,PKN,模型,matlab,实现,谢谢观看,
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