Mô hình thủy - cơ giới rõ ràng cho việc mô phỏng fracturing thủy lực trong các mạng lưới nứt rời rạc tùy ý
Tóm tắt
Mô phỏng fracturing thủy lực trong sự hiện diện của một mạng lưới nứt tự nhiên là một nhiệm vụ đầy thách thức, do những tương tác phức tạp giữa chất lỏng, ma trận đá và các giao diện đá, cũng như sự tương tác giữa các vết nứt đang phát triển và các giao diện tự nhiên đã tồn tại. Hiểu những tương tác phức tạp này thông qua mô hình hóa số là rất quan trọng cho việc thiết kế các chiến lược kích thích tối ưu. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một phương pháp tích hợp rõ ràng, hoàn toàn kết hợp mô hình phần tử rời rạc và phần tử hữu hạn để mô phỏng fracturing thủy lực trong các mạng nứt tùy ý. Các quá trình vật lý riêng lẻ liên quan đến fracturing thủy lực được xác định và xử lý như các mô-đun riêng biệt: một phương pháp phần tử hữu hạn cho geomechanics trong ma trận đá, một phương pháp thể tích hữu hạn để giải quyết động lực học chất lỏng, một mô hình khớp geomechanical cho sự phân giải giao diện, và một mô-đun remeshing thích ứng. Mô hình được xác minh dựa trên giả thuyết đóng rắn Khristianovich–Geertsma–DeKlerk cho sự phát triển của một vết nứt thủy lực đơn lẻ và được xác thực với các kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm về sự tương tác giữa một vết nứt thủy lực đang phát triển và một vết nứt đã tồn tại. Kết quả sơ bộ của việc mô phỏng fracturing thủy lực trong một hệ thống nứt tự nhiên gồm nhiều vết nứt cũng được trình bày. Bản quyền © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
WarpinskiNR BranaganPT PetersonRE WolhartSL UhlJE.Mapping hydraulic fracture growth and geometry using microseismic events detected by a wireline retrievable accelerometer array.Proceedings of SPE Gas Technology Symposium 1998.Society of Petroleum Engineers. DOI:10.2118/40014‐MS.
CipollaCL WrightCA.Diagnostic techniques to understand hydraulic fracturing: what why and how.Proceedings of SPE/CERI Gas Technology Symposium 2000.Society of Petroleum Engineers. DOI:10.2118/59735‐MS.
KhristianovicSA ZheltovYP.Formation of vertical fractures by means of highly viscous liquid.Proceedings of the Fourth World Petroleum Congress Rome 1955;579–586.
Hubbert KM, 1957, Mechanics of hydraulic fracturing, Transactions of The American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, 210, 153
KingGE HaileL ShussJ DobkinsTA.Increasing fracture path complexity and controlling downward fracture growth in the Barnett shale.Proceedings of SPE Shale Gas Production Conference(SPE 119896) 2008. DOI:10.2118/119896‐MS.
Dahi‐TaleghaniA.Analysis of hydraulic fracture propagation in fractured reservoirs: an improved model for the interaction between induced and natural fractures. Doctoral dissertation Texas A&M University 2009.
DamjanacB GilI PierceM et al.A new approach to hydraulic fracturing modeling in naturally fractured reservoirs.Proceedings of the 44th US Rock Mechanics Symposium and 5th US‐Canada Rock Mechanics Symposium Salt Lake City Utah ARMA 10–400 2010.
Zienkiewicz OC, 2005, Finite Element Method – Its Basis and Fundamentals
JohnsonSM MorrisJP.Modeling hydraulic fracturing for carbon sequestration applications.Proceedings of the 43rd US Rock Mechanics Symposium and the 4th US‐Canada Rock Mechanics Symposium Asheville NC ARMA 09–30 2009.
Shih CF, 1976, Crack extension modeling with singular quadratic isoparametric elements, International Journal of Fracture, 12, 647, 10.1007/BF00034654
Papanastasiou P, 1999, The effective fracture toughness in hydraulic fracturing, International Journal of Fracture, 96, 127, 10.1023/A:1018676212444
Valko P, 1995, Hydraulic Fracture Mechanics
BlantonTL.An experimental study of interaction between hydraulically induced and pre‐existing fractures.Proceedings of SPE Unconventional Gas Recovery Symposium. Pittsburgh Pennsylvania. Society of Petroleum Engineers 1982;559–571. DOI:10.2118/10847‐MS.
GuH WengX.Criterion for fractures crossing frictional interfaces at non‐orthogonal angles.Proceedings of the 44th US Rock Mechanics Symposium and 5th U.S.‐Canada Rock Mechanics Symposium Salt Lake City Utah ARMA 10–198 2010.