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低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究
低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究
摘要：水力裂缝扩展是一种重要的地质现象，对于提高低渗储层的油气产能具有重要意义。本文通过数值模拟方法研究了低渗储层水力裂缝扩展的特征。首先，根据低渗储层的物性参数和构造特征建立了水力裂缝扩展模型。然后，通过求解裂缝扩展过程中的流体动力学方程，并采用有限元方法进行离散化求解，得到了水力裂缝在不同条件下的扩展规律。最后，通过对模拟结果的分析和讨论，得出了水力裂缝扩展的影响因素和特征，并提出了优化低渗储层水力裂缝扩展的措施。
关键词：低渗储层；水力裂缝；数值模拟
1.引言
低渗储层是指渗透率较低的储层，通常指渗透率低于0.1mD的储层。由于渗透率低，低渗储层的油气储量难以充分开发，开采效果较差。水力裂缝是一种有效的增加储层渗透率的方法，通过水力压裂将储层中的岩石破裂，形成裂缝通道，提高油气的流动性。因此，水力裂缝扩展特征的研究对于优化低渗储层的水力压裂方案具有重要意义。
2.模型建立
低渗储层水力裂缝扩展的模型建立是研究的基础。首先，需要了解储层的物性参数和构造特征。根据实际情况，选择相应的数值模拟方法，建立水力裂缝扩展模型。通常可以采用流体动力学方程和弹性力学方程对水力裂缝的扩展进行描述。对于低渗储层来说，可以将流体动力学方程简化为稳定状态的达西定律关系，即压力梯度与渗透率成正比。
3.数值方法
针对水力裂缝扩展模型的求解，本文采用有限元方法进行离散化求解。首先，将裂缝区域离散化为有限数量的网格单元，通过有限元离散化求解流体动力学方程和弹性力学方程。然后，利用迭代方法求解系统方程组，得到水力裂缝的扩展规律。
4.模拟结果与分析
通过数值模拟，得到了低渗储层水力裂缝在不同条件下的扩展规律。通过对模拟结果的分析和讨论，可以得出以下结论：水力裂缝的扩展长度与施工参数（如注入压力、注入速度）有关，随着注入压力的增加，水力裂缝的扩展长度逐渐增加；水力裂缝的扩展速度与岩石的渗透率和裂缝厚度有关，渗透率越大、裂缝厚度越小，水力裂缝的扩展速度越快；裂缝扩展过程中会产生一定的应力畸变，这种应力畸变对于裂缝的扩展具有一定的影响。
5.结论与展望
通过对低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究，可以得出水力裂缝扩展的影响因素和特征。进一步研究可以针对优化水力压裂方案提出相应的措施，如优化注入参数，选择合适的注入压力和注入速度，以提高水力裂缝的扩展效果。此外，还可以考虑其他技术手段，如钻井液的优化和裂缝网络的控制，以实现低渗储层的高效开发。
参考文献：
1.王某某.低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究[J].石油地质与工程,2020,34(2):105-112.
2.张某某,李某某.低渗储层水力裂缝扩展模型的数值模拟研究[J].石油勘探与开发,2019,46(5):22-29.
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