国家自然科学基金(51274069)
- 作品数：11 被引量：77H指数：5
- 相关作者：张立刚李士斌官兵王业强陈双庆更多>>
- 相关机构：东北石油大学中国石油天然气集团公司大庆钻井工程技术研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程自动化与计算机技术天文地球矿业工程更多>>
- 基于应力场和渗流场模拟评价煤层气有利区被引量：2
- 2015年
- 为了有效筛选出煤层气的有利开发区,以鸡西盆地梨树镇坳陷城子河组为研究对象,通过分析地质构造情况和储层特征,构建了储层三维地质模型,并利用有限元数值分析方法,模拟计算了该区域的应力场和渗流场。结果显示：研究区北中部为低应力区,应力为29.8~30.0 MPa,多为挤压应力;流场速度相对较低,分布在7.5×10^-7~8.0×10^-7m/s;渗透率为4.8×10^-18~5.0×10^-18m2,属相对高渗区,该部位有利于煤层气的构造保存、水动力保存以及高效开采,为煤层气有利开发区。
- 李士斌官兵张立刚王咫
- 关键词：应力场渗流场有限元数值分析煤层气
- 重复压裂裂缝转向机理及储层评价方法被引量：14
- 2014年
- 储层的力学特性对重复压裂的裂缝发育有一定的影响。为提高重复压裂的生产效果,利用Comsol有限元分析软件模拟计算,结合流固耦合理论,对地应力偏差等参数进行分析,确定各因素对裂缝转向的影响规律。利用正交试验法,进行多因素分析,确定各因素的影响权重,得到重复压裂裂缝转向距离的预测模型。结合具体区块的岩石力学参数和油层物性参数建立的转向距离与各因素的关系模型和评价图版,对目标区域重复压裂的可行性有着一定的指导意义。
- 李士斌王昶皓张立刚
- 关键词：重复压裂流固耦合有限元数值模拟影响因素
- 静态推靠式旋转导向控制方案分析及优化被引量：16
- 2015年
- 旋转导向钻井技术已经成为当前钻井必不可少的核心技术,主要根据静态推靠式旋转导向控制原理,结合工程实际要求,建立力学模型。根据有利区内支撑爪力最大、不利区内支撑爪力最小原则,提出120°和60°划分区域的2种控制方案,在优化数学模型的基础上,分别将各支撑爪的应力分解到偏置合力的方向和垂直于偏置合力的方向,采用力学矢量分析法,建立不同偏置合力矢量下的力学方程,求解相应的方程,得出不同划分区域下各支撑爪的应力表达式。分析对比不同划分区域下各支撑爪应力变化,比较变化趋势,优选更为稳定的控制方案,从而增加仪器使用寿命,减少钻井事故,降低成本。
- 李士斌王业强张立刚徐月庆
- 关键词：旋转导向钻井
- 水平井压裂裂缝局部应力场扰动规律被引量：11
- 2016年
- 压裂裂缝形成复杂裂缝网络是非常规储层改造成功的关键,而裂缝的起裂和扩展又受控于地层中应力场的分布,所以研究水平井压裂裂缝局部应力场的扰动规律十分必要。为此,建立水平井井筒集中应力与裂缝诱导应力叠加的水平井压裂裂缝局部应力场计算模型,利用有限元数值分析软件Comsol Multiphysic,模拟分析裂缝净压力、裂缝长度、裂缝条数和裂缝间距对水平井压裂裂缝局部应力场的扰动情况,并揭示各影响因素对应力场的扰动规律。结果表明,水平井压裂裂缝对最小水平主应力的扰动程度更为显著,其中裂缝净压力和裂缝条数与局部应力场的应力扰动幅度呈正相关关系,裂缝长度的增加会引起应力扰动距离的增大,而裂缝间距的增加则会使裂缝间应力扰动程度降低。
- 李士斌官兵张立刚陈双庆王业强
- 关键词：水平井压裂压裂裂缝有限元数值模拟影响因素
- 清水压裂多场耦合下裂缝扩展规律数值模拟分析被引量：11
- 2014年
- 利用室内实验测试研究层段页岩储层的物性参数、岩石力学参数和天然裂缝分布特征参数,建立了清水压裂过程中缺陷性岩体应力场—损伤场—渗流场耦合本构模型和破坏准则。通过Comsol软件进行有限元数值模拟,分析地层分别在拉伸和压剪应力下裂缝的扩展规律,天然裂缝系统开启时,页岩储层水力压裂可以形成人工裂缝网络。当水力裂缝扩展至天然裂缝时,裂缝的宽度有明显的增加,且水力裂缝方向发生改变,沿天然裂缝两翼的其中一翼扩展,另外的一翼并没有扩展。天然裂缝间存在着明显的互相干扰。多裂缝产生的过程是从多个小裂缝向少数大裂缝发展的过程,最终的裂缝条数取决于裂缝之间的连接性;地应力、天然裂缝、射孔井段、射孔方式、地层倾角、施工排量与液体黏度等,是影响多裂缝形成的主要因素。
- 李士斌李磊张立刚
- 关键词：清水压裂多场耦合有限元数值模拟
- 鸡西盆地梨树镇坳陷城子河组煤岩物理力学特性实验研究被引量：3
- 2015年
- 鸡西盆地煤炭资源丰富，其南部的梨树镇坳陷城子河组厚度大，含煤性好，是煤层气勘探开发的重点区域。为了解该区煤岩物理力学特性，选取城子河组23#煤层岩样进行实验研究。通过测定岩样的泊松比、弹性模量、内聚力以及内摩擦角等力学参数，确定该层煤岩具有低弹性模量、高泊松比和大脆性的特性。分析煤岩物性参数得出：随着应力增加，煤岩渗透率呈指数下降，不利于煤层气的开采，而温度对煤岩渗透率影响较小；煤岩的孔隙度主要集中在3.6%～6.1%，平均约4.98%，程度偏低，中孔和小孔比较发育；低阶煤和中阶煤煤样的排驱压力相差较大，中阶煤煤样压力值较小，渗透性好；结合中值半径和退汞效率的实验数据，显示该区煤储层的渗透性整体较差。
- 官兵李士斌高溯张立刚陈双庆
- 关键词：城子河组煤岩力学性质物性参数
- 利用邻层反演水平层理页岩地应力方法被引量：5
- 2015年
- 水平层理页岩垂直和平行层理方向岩石力学特性的强差异及岩石的破碎性,造成现有地应力计算方法精度不够及地应力室内岩心试验困难。为了有效地指导钻井和压裂设计,开展了页岩地应力评价方法研究。利用单轴压缩试验,获得了不同层理面方向的页岩弹性参数,岩石呈现明显的横观各向同性特征。基于横观各向同性材料的本构关系、并假设在沉积和后期地质构造运动过程中地层和地层之间不发生相对位移,建立了利用邻层砂泥岩地应力反演水平层理页岩地应力的模型,并分析了地应力的敏感性因素及其影响规律。结果表明,页岩地应力受控于邻层砂泥岩的弹性模量、泊松比、地应力值和页岩自身的弹性参数,利用该方法计算的最大和最小水平主应力值比Terzaghi和Newberry模式高,处于黄荣樽模式的上、下限范围内。研究结果为评价水平层理页岩地应力提供了新的方法。
- 张立刚陶鑫闫铁金明王涛
- 关键词：地应力页岩横观各向同性
- 苏里格气田致密储层裂缝定量描述方法被引量：5
- 2017年
- 鄂尔多斯盆地苏里格气田属于典型的致密砂岩储层,裂缝发育程度直接影响到水平气井体积压裂效果和后期产能建设,对天然裂缝的正确描述意义重大。以苏X气田为例,利用深浅双侧向电阻率幅度差数据及其他常规测井资料,运用分形理论中R/S分析方法对目的层段裂缝发育程度进行了定量识别,定量分析了分形维数与裂缝密度的关系,并探讨了裂缝分形维数与气井初期产能的关系。经钻井岩心、动态等验证,吻合效果良好,表明在苏里格气田,应用R/S分析方法对单井裂缝发育程度进行定量描述行之有效,分形维数值越大,天然裂缝越发育,气井压裂效果也就越好。
- 杨昕谅
- 关键词：分形
- 煤层气井注水泥顶替效率研究被引量：6
- 2014年
- 煤层低压、易塌、易漏造成煤层段井眼不规则,扩径严重,使注水泥过程顶替效率降低,影响水泥浆的封固效果。运用CFD数值模拟方法,结合鹤岗煤层气井测井数据,模拟了煤层段不同扩径长度、扩径率、井斜角、套管居中度、水泥浆流变参数及顶替流态下的体积顶替效率及截面顶替效率值;分析了各因素对顶替效率的影响规律。结果表明,扩径段长度增加,顶替效率提高;扩径率、井斜角及偏心度增加,顶替效率降低;宾汉流体及幂率流体均存在顶替效率最高的流变参数值,顶替流态建议采用塞流顶替。研究成果为煤层气井安全优质固井提供了技术指导。
- 张立刚金显鹏吕德庆
- 关键词：煤层气顶替效率CFD数值模拟注水泥
- 综合考虑孔眼稳定及产能情况的射孔参数优选被引量：3
- 2013年
- 以岩石力学的基本力学模型为依据,采用流固耦合的思想,利用有限元软件模拟,定量研究了孔深、孔密、孔径、孔眼相位及生产压差等射孔参数对井眼稳定和产量的影响,利用正交实验分析射孔参数对于产能及孔眼应力方面的权重大小关系。最后依据大庆陇西区块的实际岩性资料及原始地应力分布情况,设计出该区块的最优射孔参数。
- 李士斌任伟张立刚刘文
- 关键词：射孔流固耦合井眼稳定产能
