Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về Cơ chế Khởi đầu của Nứt Thủy lực Được Hướng dẫn bởi Đường hầm Đối xứng Đa chiều Thẳng đứng
Tóm tắt
Nứt thủy lực truyền thống không hiệu quả trong khu vực phát triển dầu mục tiêu (dầu hoặc khí còn lại, bể kín, v.v.) không nằm trên phương của ứng suất tối đa trong bối cảnh môi trường địa chất của các giếng có sẵn. Công nghệ hình thành nứt thủy lực hướng theo các đường hầm đối xứng đa chiều thẳng đứng được phát triển một cách sáng tạo. Các tác động của ứng suất trong môi trường, áp suất bên trong giếng và hiệu ứng thẩm thấu của chất lỏng nứt được xem xét, một mô hình cơ học của hai đường hầm đối xứng (đơn vị nghiên cứu cơ bản) được thiết lập, và sự phân bố cũng như quy tắc thay đổi của ứng suất chính tối đa trên nhiều tham số đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy, khi phương của đường hầm đối xứng tăng lên, sự nứt do kéo ưu tiên trong mặt phẳng trục của đường hầm đối xứng trở nên ngày càng khó khăn. Khi phương của đường hầm đối xứng tăng đến một mức độ nhất định, ứng suất chính tối đa không còn xuất hiện theo phương của đường hầm đối xứng, mà sẽ chuyển sang các phương khác bên ngoài mặt phẳng trục của đường hầm đối xứng và phương ứng suất tối đa ngang. Do đó, việc giảm tỷ lệ giữa khoảng cách của các đường hầm đối xứng và tăng đường kính của các đường hầm có thể tăng cường sức mạnh định hướng. Trong mặt phẳng trục của các đường hầm đối xứng, đặc biệt là ở bờ tường của đường hầm đối xứng, vị trí gần hơn với đường hầm đối xứng có nguy cơ bị phá hủy kéo đá hơn. Ngay cả trong trường hợp phương đường hầm đối xứng lớn, đá vẫn ưu tiên bị vỡ ở vị trí này. Vị trí càng xa vuông góc với trục giếng, càng ít bị ảnh hưởng bởi giếng, và căng thẳng kéo của từng điểm cũng ít hơn. Trong khi đó, ở một độ sâu nhất định, do tác động giảm của giếng và tác động của hai đường hầm đối xứng tăng theo, ở vị trí xa hơn khỏi trục giếng, nứt kéo dễ xảy ra nhất và sẽ gần hơn với mặt phẳng trục của hai đường hầm đối xứng. Nghiên cứu cung cấp sự hỗ trợ lý thuyết cho công nghệ hình thành nứt thủy lực theo hướng do đường hầm đối xứng thúc đẩy, điều này hữu ích cho việc lập kế hoạch các thông số hoàn thành giếng trong công nghệ nứt thủy lực được thúc đẩy bởi đường hầm đối xứng.
Từ khóa
#nứt thủy lực #đường hầm đối xứng #ứng suất #công nghệ nứt thủy lực #bể kín #nghiên cứu cơ họcTài liệu tham khảo
Aadnoy BS, Larsen K (1987) Method for fracture gradient prediction for vertical and inclined boreholes. In: Proceedings of the SPE annual technical conference and exhibition. Society of Petroleum Engineers, Dallas
Alekseenko OP, Potapenko DI, Cherny SG, Esipov D, Kuranakov D, Lapin V (2012) 3-D modeling of fracture initiation from perforated non-cemented wellbore. In: Proceedings of the SPE hydraulic fracturing technology conference. Society of Petroleum Engineers, The Woodlands
Bashkirov AG, Vityazev AV (1996) Statistical mechanics of fragmentation processes of ice and rock bodies. Planet Space Sci 44(9):909–915
Chen Z, Economides MJ (1995) Fracturing pressure and near-well fracture geometry of arbitrarily oriented and horizontal wells. In: Proceedings of the SPE annual technical conference and exhibition. Society of Petroleum Engineers, Dallas
Chen M, Jiang H, Zhang GQ, Jin Y (2010) The experimental investigation of fracture propagation behavior and fracture geometry in hydraulic fracturing through oriented perforations. Pet Sci Technol 28(13):1297–1306
Cherny SG, Lapin VN, Chirkov DV, Alekseenko O, Medvedev OO (2009) 2D modeling of hydraulic fracture initiating at a wellbore with or without microannulus. In: Proceedings of the SPE hydraulic fracturing technology conference. Society of Petroleum Engineers, The Woodlands
Crosby DG, Rahman MM, Rahman MK, Rahman SS (2002) Single and multiple transverse fracture initiation from horizontal wells. J Pet Sci Eng 35:191–204
Damani A, Sharma A, Sondergeld CH, Rai CS (2012) Mapping of hydraulic fractures under triaxial stress conditions in laboratory experiments using acoustic emissions. In: Proceedings of the SPE annual technical conference and exhibition. Society of Petroleum Engineers, San Antonio
Dickinson W, Dykstra H, Nees JM, Dickinson E (1992) The ultra-short radius radial system applied to thermal recovery of heavy oil. In: Proceedings of the SPE western regional meeting. Society of Petroleum Engineers, Bakersfield
Fallahzadeh SH, Shadizadeh SR, Pourafshary P (2010) Dealing with the challenges of hydraulic fracture initiation in deviated-cased perforated boreholes. In: Proceedings of the trinidad and tobago energy resources conference. Society of Petroleum Engineers, Trinidad
Fallahzadeh SH, Rasouli V, Sarmadivaleh M (2015) An investigation of hydraulic fracturing initiation and near-wellbore propagation from perforated boreholes in tight formations. Rock Mech Rock Eng 48:573–584
Gong DG, Qu ZQ, Guo TK, Tian Y, Tian KH (2016) Variation rules of fracture initiation pressure and fracture starting point of hydraulic fracture in radial well. J Pet Sci Eng 140:41–56
Guo RC, Li GS, Huang ZW, Tian SC, Zhang XN, Wu W (2009) Theoretical and experimental study of the pulling force of jet bits in radial drilling technology. Pet Sci 6(4):395–399
Haimson B, Fairhurst C (1967) Initiation and extension of hydraulic fractures in rocks. Soc Pet Eng J 7(6):310–318
Hossain MM, Rahman MK, Rahman SS (1999) A comprehensive monograph for hydraulic fracture initiation from deviated wellbores under arbitrary stress regimes. In: Proceedings of the SPE Asia Pacific oil and gas conference and Exhibition. Society of Petroleum Engineers, Jakarta
Hossain MM, Rahman MK, Rahman SS (2000) Hydraulic fracture initiation and propagation: roles of wellbore trajectory, perforation and stress regimes. J Pet Sci Eng 27:129–149
Huang JS, Griffiths DV, Wong SW (2012) Initiation pressure, location and orientation of hydraulic fracture. Int J Rock Mech Min Sci 49:59–67
Lei X, Zhang SC, Xu GQ, Zou YS (2015) Impact of perforation on hydraulic fracture initiation and extension in tight natural gas reservoirs. Energy Technol 3(6):618–624
Lekontsev YM, Sazhin PV (2008) Application of the directional hydraulic fracturing at Berezovskaya Mine. J Min Sci 44(3):253–258
Li YH, Wang CJ, Shi LH, Guo WY (2000) Application and development of drilling and completion of the ultra short-radius radial well by high pressure jet flow techniques. In: Proceedings of the international oil and gas conference and exhibition. Society of Petroleum Engineers, Beijing
Liu Y, Liu X (2013) Crack-oriented mechanism and method for hydraulic fracturing in coal mine. Disaster Adv 6:59–66
Lubinski A (1954) The theory of elasticity for porous bodies displaying a strong pore structure. In: Proceedings of the 2nd US national congress of applied mechanics. American Society of Mechanical Engineers, Michigan
Megorden MP, Jiang H, Bentley PJD (2013) Improving hydraulic fracture geometry by directional drilling in a coal seam gas formation. In: Proceedings of the SPE unconventional resources conference and exhibition—Asia Pacific. Society of Petroleum Engineers, Brisbane
Papanastasiou P, Zervos A (1998) Three-dimensional stress analysis of a wellbore with perforations and a fracture. In: Proceedings of the SPE/ISRM rock mechanics in petroleum engineering. Society of Petroleum Engineers, Trondheim
Tan XH, Liu JY, Li XP, Zhang LH, Cai JC (2015) A simulation method for permeability of porous media based on multiple fractal model. Int J Eng Sci 95:76–84
Ursegov S, Bazylev A, Taraskin E (2008) First results of cyclic stimulations of vertical wells with radial horizontal bores in heavy oil carbonates (Russian). In: Proceedings of the SPE Russian oil and gas technical conference and exhibition. Society of Petroleum Engineers, Moscow
Wolfgang EJD (1998) Hydraulic fracture-initiation in deviated or horizontal openhole wellbores. In: Proceedings of the SPE/ISRM rock mechanics in petroleum engineering. Society of Petroleum Engineers, Trondheim
Yew CH, Schmidt JH, Li Y (1989) On fracturing design of a deviated wells. In: Proceedings of the SPE annual technical conference and exhibition. Society of Petroleum Engineers, San Antonio
Zhang X, Jeffrey RG, Bunger AP, Thiercelin M (2012) Initiation and growth of a hydraulic fracture from a circular wellbore. Int J Rock Mech Min Sci 48:984–995
Zhu H, Deng J, Jin X, Hu LB, Luo B (2015) Hydraulic fracture initiation and propagation from wellbore with oriented perforation. Rock Mech Rock Eng 48:585–601