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题名基于代理模型的缝内支撑剂铺置形态高效预测方法
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作者
张涛
周航宇
张一凡
郭建春
苟浩然
唐堂
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机构
西南石油大学“油气藏地质及开发工程”全国重点实验室
国家管网集团浙江省天然气管网有限公司
长庆油田分公司第七采油厂
中国石油西南油气田公司页岩气研究院
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出处
《工程科学学报》
北大核心
2025年第3期526-537,共12页
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基金
国家自然科学基金联合基金资助项目(U23B6004)。
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文摘
非常规油气储层体积压裂中,大量支撑剂颗粒随压裂液注入地层裂缝,其在缝内的铺置形态将决定裂缝支撑效果和导流能力.准确预测缝内支撑剂铺置形态有助于优化压裂设计、提升改造效率.实验模拟和数值模拟是当前复现缝内支撑剂堆积过程和铺置形态的主要手段,但仍存在模拟尺度小、模拟耗时长和操作成本高等局限.本文以支撑剂输送数值模拟结果为数据集,提取了表征支撑剂铺置堆积的特征参数,基于级联神经网络,建立了支撑剂铺置形态预测的智能代理模型.结果表明,代理模型预测结果与数值模拟结果高度吻合,单步预测耗时仅为单步模拟耗时的0.14%.本文提出的模型和方法可实现支撑剂输送仿真加速,极大地缩短了支撑剂铺置形态的预测时间,其进一步完善后将在压裂实践中具有广泛的应用前景.
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关键词
体积压裂
支撑剂
铺置形态
级联神经网络
代理模型
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Keywords
volume fracturing
proppant
placement pattern
cascade neural network
surrogate model
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分类号
TB126
[理学—工程力学]
TE357
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名柱状支撑裂缝内流体流动规律
被引量：7
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作者
卢聪
卢云霄
李芝力
陈滔
郭建春
蒋宝云
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机构
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
中国石化胜利石油工程公司井下作业公司
中国石化西南油气分公司采气四厂
中国石化胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司
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出处
《油气地质与采收率》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期111-118,共8页
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基金
国家科技重大专项“低渗砂岩储层提高压裂裂缝复杂程度工艺技术研究”(2016ZX05006-002)
国家自然科学基金项目“深层高应力下页岩缝网压裂裂缝流动机制及导流能力预测模型”(51704251)
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文摘
通道压裂通过脉冲交替泵入含支撑剂的携砂液和不含支撑剂的中顶液,在人工裂缝中形成非均匀柱状支撑结构的不连续铺置,从而在裂缝中形成流体流动的高速通道。目前对于支撑剂团在地层闭合压力作用下的变形规律尚认识不清,导致对支撑裂缝宽度的变化规律认识不明,从而难以准确计算支撑裂缝导流能力。根据大型可视化平板支撑剂运移铺置实验结果,统计分析支撑剂团铺置形态及尺寸,将支撑剂团分为3类。通过实验模拟支撑剂团柱的压缩变形过程,得到不同闭合压力下支撑剂团柱高度变化规律和支撑剂团杨氏模量。采用光滑粒子法,将支撑剂团柱离散成具有实际质量与体积的颗粒;采用有限元法将地层进行离散;通过两者耦合接触算法,对支撑剂团柱与地层的接触进行耦合计算;根据平板实验抽提的支撑剂团柱尺寸,建立3种类型的支撑剂团柱与地层接触模型;继而获取不同地层闭合压力与岩石杨氏模量下的支撑剂团柱压后形态、法向应力以及支撑剂团柱高度等参数,研究支撑剂团柱变形规律。采用计算流体动力学方法,建立支撑剂团柱-裂缝的缝内流动模型,计算得到不同施工参数下的压力场和速度场。
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关键词
通道压裂
支撑剂团柱
光滑粒子法
流动特征
压力分布
支撑剂铺置
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Keywords
channel fracturing
proppant pillar
smoothed-particle hydrodynamics
flow characteristics
pressure distribution
proppant placement pattern
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分类号
TE357.1
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名支撑剂铺置模式及其对水力裂缝导流能力的影响规律
被引量：10
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作者
赵传峰
曹博文
肖月
许泽宇
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机构
中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
中国石油天然气股份有限公司浙江油田分公司
中国石油集团工程技术研究院有限公司
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第19期7997-8004,共8页
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基金
中国石油天然气集团有限公司-中国石油大学(北京)战略合作科技专项(ZLZX2020-01-03-04)。
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文摘
为确定支撑剂铺置模式对水力裂缝导流能力的影响规律,通过对加砂和返排过程中支撑剂颗粒的定性受力分析,研究了支撑剂在水力裂缝内的铺置模式,在此基础上建立了支撑剂颗粒数目以及裂缝导流能力的理论计算模型,定量地把支撑剂铺置模式和裂缝导流能力关联起来。结果表明:支撑剂在裂缝内的铺置过程为通过受迫流动形成的两阶段非自然堆积过程,包括支撑剂颗粒被高黏度携砂液高速携带进裂缝内部的无序随机渐次堆积以及在工作液反向携带和裂缝有效闭合压力共同作用下的有序紧密压实堆积。根据最大填充率能量原理和颗粒堆积稳定性原理,经过两阶段的非自然堆积过程后,支撑剂颗粒的配位数会越来越大,颗粒体系的填充率会越来越大,颗粒之间的孔隙体积会越来越小,直至达到最稳定的六方密堆积或立方密堆积或二者的混合模式。六方密堆积模式和立方密堆积模式所对应的裂缝导流能力基本相当,但远低于正方体堆积模式。在实际压裂施工过程中,即便支撑剂颗粒体系可能达不到也会趋近这两种紧密堆积模式,最终的裂缝导流能力仍然会远小于立方体堆积模式。本文的理论模型以及研究结论可为水力压裂设计提供分析工具和理论依据。
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关键词
水力裂缝
支撑剂铺置模式
导流能力
颗粒堆积
六方密堆积
立方密堆积
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Keywords
hydraulic fracture
proppant placement pattern
conductivity
particle packing
hexagonal close packing
cubic close packing
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分类号
TE357
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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