本书从储层可压性、径向水射流孔眼稳定性和选井选层研究等角度出发,对径向井辅助水力压裂技术的工艺适用性进行了系统研究;建立了径向井井周地应力分布模型,以最大主应力准则为依据,明确了压裂裂缝起裂于径向孔眼处;在理论模型基础上,通过有限元法研究了径向井在压裂前后对地应力的影响规律,明确了压裂液沿径向孔眼向地层渗流形成的诱导应力场是径向井影响压裂裂缝扩展的根本原因;设计了真三轴径向井辅助压裂物模实验,在验证径向井应力分布模型、地层数值模拟建模正确性的基础上,揭示了单径向井、多径向井条件下的压裂裂缝形态,初步认识了径向井及地层参数对压裂裂缝的影响规律,明确了多径向井合理分布具有引导压裂裂缝定向扩展的能力;基于地层流固耦合方程建立了径向井的三维扩展有限元模型,利用最大能量释放率准则判断裂缝扩展,量化分析了不同参数对裂缝形态的影响规律,提出利用“等效裂缝偏转角”评价径向井对压裂裂缝的引导效果,明确了多径向井辅助水力压裂的裂缝形态;提出了“利用诱导应力场引导裂缝定向扩展,利用干扰应力场构造次级裂缝进一步改造近井地带”的开发理念,在提高泄油面积的同时降低近井地带的渗流阻力;设计开发了大型可视化通道压裂复杂裂缝支撑剂运移模拟装置,在考虑壁面粗糙和滤失的情况下,分别对单一主裂缝和不同角度分支裂缝进行了物理模拟实验,分析了各因素对支撑剂在复杂裂缝内运移铺置的影响,并在室内实验的基础上,结合相关理论模型,运用CFD-EDEM耦合的方式对不同影响因素下支撑剂在通道压裂复杂裂缝中的运移进行了模拟,提出了多尺度裂缝有效支撑加砂设计方案;提出了“最大波及面积”概念,评价了多径向井条件下的多裂缝对储层的改造效果,并以此为基础优化了完井布孔方案,最后通过CMG产能模拟验证了最大波及面积评价方法的正确性。
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