诱导应力

摘要： 为明确地应力差、排量以及压裂级数对页岩水平井分段压裂裂缝扩展的影响规律,基于真三轴水力压裂试验系统,以露头页岩试样(300 mm×300 mm×300 mm)为研究对象,结合分段压裂裂缝诱导应力检测和水力压裂试验后试件裂缝三维形态结构新方法,在最大水平应力>垂直应力>最小水平应力条件下,开展页岩露头水平井多级压裂试验研究,探究地应力差、泵注排量和压裂级数对页岩水平井分段多级压裂裂缝扩展的影响规律.研究表明:由于上覆应力低于最大水平主应力,且水平应力差(数值等于最大水平应力减去最小水平应力)不变,上覆应力的减小易导致层理缝的开启;水平应力差越大,产生的横切井筒水力裂缝扩展距离越远;小排量下净压力低,压裂液易滤失,不易产生深穿透的主裂缝;压裂级数少的缝间干扰弱,能够开启相应级数的水力裂缝;地应力状态影响着层理缝及岩样的压实,上覆应力低时,压裂液易渗入层理缝,诱导应力值较小,且较为波动.结合泵注压力曲线和诱导应力曲线能更准确地了解水力压裂裂缝扩展的过程,推进对水平井多级分段压裂裂缝扩展规律的深入研究.

摘要： 中国页岩油储层非均质性强、粘度高和可改造性差,水平井分段多簇射孔体积压裂难以形成复杂的裂缝网络,单缝"缝控储量"低,必须寻求新的工艺突破。通过增加单个压裂段内的射孔簇簇数,使多个射孔簇裂缝在射孔段内均衡扩展,对页岩储层进行密切割,实现页岩油储层的充分改造,是中国页岩油高效开发的关键。考虑数千米长压裂管柱与射孔孔眼的摩阻以及多裂缝之间流体的竞争分配,建立页岩油水平井密切割多裂缝动态扩展的渗流-应力-损伤模型,并通过现场压裂施工数据验证其正确性。根据胜利油田页岩油储层的地质工程特征,开展射孔簇簇数、射孔孔眼数量、压裂施工参数等对多裂缝流体流量分配、应力干扰及裂缝几何形态影响的数值模拟研究发现:单簇裂缝扩展时,裂缝诱导应力最优波及距离为10 m左右;簇间距为10 m时,三簇裂缝均衡扩展射孔密度为20孔/m,施工排量为12 m^(3)/min,压裂液粘度为30 mPa·s;4个射孔簇时,压裂液均匀分配和裂缝均衡扩展的簇间距为10 m。此项研究为胜利油田页岩油勘探开发的突破奠定了理论基础。

摘要： 延川南煤层气田经过6年多开发实践,认识到储层改造体积小导致的缝控储量规模不足是煤层气井低产主因之一。气田呈现出低效井井数占比高、贡献产量小的生产特征。为改善气田开发形势,急需开展低效井增效开发技术攻关。理论研究表明,水平应力差异系数(K)越小,水力压裂越易形成复杂缝网;压裂施工产生的诱导应力能够改变储层应力状态,降低K值;多次压裂施工能够多次诱导储层主应力重定向,有助于低渗煤层形成复杂缝网系统。以鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田稳产期短、剩余储量丰富的低产气井为研究对象,开展以梯次提高排量、逐渐增大前置液量、组合加入支撑剂为主要特征的多次压裂增效开发技术现场试验。应用后,监测的裂缝缝长是单次施工产生的缝长3倍以上,裂缝形态由单一裂缝转向复杂缝网,有效扩大储层改造体积;通过多次组合加砂实现缝网有效支撑,在深部煤储层建立高效导流通道。复产后,试验井气液平均日产出量分别提高5倍、7倍,评估最终可采储量增加5倍左右,提高煤层气单井产量和最终采收率,实现低效煤层气井高效治理,增产效果显著。在随后推广应用的22口煤层气井中,实现单日平均产量和最终累计产量的双突破,证实多次压裂增效开发技术能够提高深部煤储层的缝网复杂程度并实现有效支撑、高效导流,是剩余储量丰富的低产老井行之有效的治理举措。

摘要： 在多裂缝压裂设计中,如何合理设置水力裂缝间距、最大限度形成缝网是储层改造过程中的关键问题.水力裂缝的形成会在裂缝周围产生诱导应力使得储层的应力差得到改善.根据单条水力裂缝诱导应力的解析解提出一种简便的裂缝间距设计方法,从而能最大限度促进复杂缝网形成.以平面二维水力裂缝的线弹性应力场为基础,采用应力叠加的方式来计算,通过调整水力裂缝间距将储层应力差缩小至能够形成缝网的范围以内,构建最佳的射孔簇间距.当单条水力裂缝净压力足以使原有水平主应力方向发生反转时,应力反转区的宽度即为最佳裂缝间距;当单条水力裂缝不足以使水平应力发生反转时,可通过两条裂缝间诱导应力的叠加协同效应,使得裂缝之间地层的水平地应力差降低至缝网形成的门限应力差以内,使中间新插入的裂缝能够形成网状裂缝,据此来进行缝间距优化;当进行多级压裂时,所有水力裂缝所产生的诱导应力可以依次相互叠加获得,然后进行裂缝间距优化;通过研究,提出储层改造的最佳裂缝距的计算方法,可为水平井多级压裂工艺参数的优化设计提供参考.

摘要： 东营凹陷页岩油储量丰富,但储层物性差,纵向含油层系多而薄,多为灰泥岩互层.为了准确描述东营凹陷页岩油储层层间应力干扰机理及水力压裂裂缝的扩展规律,利用非线性有限元法建立了基于渗流–应力–损伤耦合的多薄互层分层压裂模型,模拟分析了不同排量、压裂液黏度及不同上、下隔层厚度下的裂缝扩展形态、规律和诱导应力场,研究了裂缝扩展形态与诱导应力场的关系,并对压裂施工参数进行了优化.模拟结果表明:随着水力裂缝扩展,应力干扰区域越来越大;当排量为9～12?m3/min、黏度为20?mPa?s时,裂缝尖端诱导应力大,易连通天然裂缝,压裂改造效果明显;上部隔层厚度大于2.50?m、下部隔层厚度大于4.50?m时,极少出现穿层现象.研究结果可为东营凹陷页岩油储层后续的水力压裂施工提供理论支撑.

摘要： 为建立二次喷丸的等效分析方法,在单次喷丸诱导应力及饱和度已知的情况下,进行金属零件二次喷丸的诱导应力和变形的工程预测。以单次喷丸的饱和度曲线为分析基础,讨论了二次喷丸饱和度与喷丸时间的变化规律。用正弦函数的形式表达喷丸诱导应力,并建立了零件的平均诱导应力和饱和度之间的关系。结果表明:针对弹丸尺寸不同的二次喷丸过程,进行了基于多弹丸随机喷丸技术的有限元仿真,得到的喷丸诱导应力与理论结果相差5%左右;针对喷丸压力不同的二次喷丸过程,使用标准阿尔门试片进行了喷丸试验,试片变形与理论结果相差3%左右。仿真和试验结果均表明提出的预测方法有效、准确,可较好地预测二次喷丸后零件的残余应力和变形。

摘要： 查明不同煤体结构煤水力压裂时裂缝延伸规律能为合理井网部署奠定基础.以沁水盆地柿庄区块为研究对象,对钻井煤心裂隙进行观测,划分出4种裂隙发育程度煤.基于岩体力学理论,建立了水力压裂过程中裂缝尖端应力场计算模型和水力裂缝能否穿过天然裂隙的判断准则.根据煤层气井实测资料,验证了理论分析的可靠性,得出了不同煤体结构煤的水力压裂裂缝延伸规律.结果表明:考虑诱导应力前后,2组天然裂隙发育煤的水力裂缝延伸规律不同,随着缝长增加,诱导应力随之增大,水力裂缝单一延伸方向变为双向延伸;1组天然裂隙发育煤的发育方向与最大主应力方向夹角较小,导致考虑诱导应力前后水力裂缝的延伸方向变化不明显,整体延伸趋于天然裂隙发育方向;在粒状偶见及粉状无裂隙发育煤中,水力裂缝总是沿着最大主应力方向延伸.研究成果为该区不同应力和裂隙发育下井网合理布置提供了理论依据.

摘要： 水力压裂是页岩气高效开发的必要措施,页岩气压后效果评价是提高页岩气压裂水平的关键.文章以涪陵一页岩气井平台为例,提出了一种针对页岩气压裂后应力场分析的压裂效果评价新方法.根据现场微地震实时监测结果获得了3口井压后裂缝情况,在此基础上,采用有限元模拟软件建立了3口井压裂后应力场模拟有限元模拟模型.重点分析了压裂后最大、最小水平主应力场变化,缝长和间距对压后诱导应力场的影响,分析发现,裂缝条数增加、裂缝长度不均匀将极大地影响压后诱导应力场;长裂缝将抑制中间短裂缝的扩展;各条裂缝缝长差异不大时有利于裂缝扩展;段间距对裂缝中心产生的诱导应力场影响较小;裂缝尖端诱导应力为压应力时裂缝延伸受限,SRV相对较小、压后产量较低.

摘要： 系统研究了垂直裂缝井重复压裂前应力场的分布特征及其影响重复压裂气井应力大小和方向变化的主要因素.应用弹性力学和流-固耦合等理论建立了重复压裂气井的诱导应力场的数学模型,开发了相应的计算模拟程序,实现了垂直裂缝气井重复压裂前应力场的定量分析与模拟.

摘要： 为了让致密油气藏分段压裂时形成的水力裂缝和天然裂缝相沟通,形成复杂缝网,提高水力压裂增产效果,采用有限元数值模拟方法研究了水平井缝网压裂的簇间距优化问题建立了均质各向同性储层内三维水力裂缝的诱导应力差模型,根据裂缝转向机理确定了最优簇间距优化原则.计算结果表明随着与裂缝距离的增加,诱导应力差呈现先增大后减小的趋势,当条裂缝之间的距离为最优间距时,缝间的诱导应力差最大.研究表明优化簇间距可以使裂缝之间的诱导应力差达到最大值,形成复杂的裂缝网格从而提高油气与井筒之间的连通性,研究结果为低渗透油气藏缝网压裂时的裂缝优化设计提供了参考.

摘要： 随着储层条件和气价的不断走低,水平井的开发也面临着要不断提高压后效果与降低施工成本的问题,丛式水平井组压裂开发技术越来越得到人们的重视,本文以鄂尔多斯大牛地致密砂岩气藏为对象,采用诱导应力场与渗流场相耦合的方法,研究了水平井井组布缝方式、缝长、缝宽、压裂顺序、压裂时机等优化设计方法,形成了同步压裂与同步破胶施工工艺技术,现场3个井组应用后不仅提高了改造体积和裂缝复杂性,而且取得了显著增产效果和经济效益,压后井组单井平均无阻流量达到周围邻井的1.5倍以上,360天内较周围邻井累计多产气量789.67×104m3,且缩短了压裂施工周期50％以上,每个井组直接节约成本200万元以上,为致密砂岩气藏的有效开发探索了一种新的技术途径.

摘要： 本发明公开一种用于研究低温诱导热应力致裂的实验装置及利用其研究低温诱导热应力致裂的实验方法，所述实验装置包括显微镜、操作台、压紧装置、冷却液喷射装置以及高温干燥箱；操作台安装在所述显微镜的载物台上，所述操作台的上表面设有用于容置岩心的容纳槽；压紧装置具有位于所述容纳槽内且用于与所述容纳槽的内壁配合压紧所述岩心的压紧部；冷却液喷射装置安装在所述操作台上，所述冷却液喷射装置具有用于与冷却液源连接的进液口、以及用于向所述岩心上浇注冷却液的出液口；以及，高温干燥箱用于容置所述岩心并对所述岩心恒温加热。

摘要： 本发明涉及一种连续可调充电应力诱导系统诱导隔膜润湿性演变测试方法，属于材料理化性能测试领域。通过构建充电倍率C/5‑5C连续可调充电应力场，对锂离子电池隔膜进行自定义充电应力循环诱导，诱导终止条件为锂离子电池容量衰减失效。提取诱导后的隔膜制备试样，在试样上下两侧各安装一台数字照相机，多角度获取隔膜润湿性时变行为信息。通过接触角测量仪测量电解液与试样表面形成的静态接触角，根据电解液扩散时间计算润湿速率，分析充电应力与隔膜润湿性演化之间的关联性。该方法是揭示充电应力诱导隔膜润湿性演化的直观手段，也是评估锂离子电池隔膜润湿性时变行为对锂离子电池内阻变化、容量衰退和循环使用寿命影响的有效途径。

摘要： 本发明提供了一种速粘结预应力钢绞线、诱导体和诱导体的制备方法，所述速粘结预应力钢绞线包括：钢绞线(1)和套设在钢绞线(1)外的护套(3)，钢绞线(1)和护套(3)之间填充有能够固化的液态的胶凝材料层(2)，钢绞线(1)外设有用于加快胶凝材料层(2)固化的诱导体(4)。该速粘结预应力钢绞线具有通过外界诱导作用快速固化的功能，可以用于工业与民用建筑大跨度预应力混凝土梁、市政公路桥梁、铁路桥梁中，以实现施工时“无粘结态”和使用中“有粘结态”，且不受外界环境因素影响及可人工控制粘结速度的目标。

摘要： 本发明实施例提供的基于地应力诱导效应的深部高应力岩巷中深孔高效掏槽爆破方法，涉及深部岩体钻爆掘进领域。包括：在待掘进岩巷原位临空面开展地应力爆破测试，获取所述待掘进岩巷原位所处地层岩体的地应力、爆炸应力波及围岩夹制力协同作用下的裂纹分布状态；根据所述裂纹分布状态在所述待掘进岩巷的临空面布设掏槽孔网；基于所述掏槽孔网实施掏槽爆破。基于工程实践发现的地应力对爆炸裂纹扩展的诱导效应对岩石破碎抛掷的影响效应，针对深部高应力岩巷的中深孔掏槽爆破，在掏槽爆破网孔布设时充分综合考虑地应力对岩石破碎抛掷的影响效应，可以改善高应力岩巷中深孔掏槽爆破效果。本发明适用于深部高应力岩巷掘进场景中。

摘要： 本发明实施例提供的基于地应力诱导效应的深部高应力岩巷周边精细控制爆破方法，包括在待掘进岩巷原位临空面开展地应力爆破测试，获取所述待掘进岩巷原位所处地层岩体的地应力、爆炸应力波及围岩夹制力协同作用下的裂纹分布状态；根据所述裂纹分布状态向所述待掘进岩巷临空面的周边孔中装入切缝药包，并使所述切缝药包的切缝方向与所述定向裂纹的方向一致设置；装药完成后，起爆所述切缝药包。本发明基于工程实践发现的地应力对爆炸裂纹扩展的诱导效应对岩巷周边成型效果的影响，针对深部高应力岩巷的周边孔成型爆破，在周边网孔布设时充分综合考虑地应力对岩巷周边成型效果的影响效应，可以改善高应力岩巷周边成型质量。

摘要： 一种光纤，包括具有椭圆形截面的纤芯和具有圆形截面的包层。所述纤芯的椭圆度在2与40之间。所述纤芯和所述包层具有公共中心轴，其中，所述纤芯被所述包层包封。所述包层的折射率与所述纤芯的折射率之差在1×10–2与1.5×10–1之间。沟槽位于所述纤芯与所述包层之间。所述沟槽具有均匀的宽度，并包围所述纤芯。所述沟槽的折射率低于所述包层的所述折射率。

摘要： 本发明涉及一种基于激光诱导击穿光谱技术的软物质屈服应力表征方法，包括采用激光诱导击穿光谱系统的脉冲激光辐照待测软物质表面产生等离子体；改变辐照待测软物质的激光光强即改变加载到待测软物质的激光冲击压，并采集不同激光辐照强度下的等离子体发射光谱；基于采集到的等离子体发射光谱选取光谱特征参数，获得光谱特征参数随激光辐照强度的变化曲线；基于光谱特征参数随激光辐照强度的变化曲线获取待测软物质的屈服点，完成对待测软物质屈服应力的表征。本发明可以对软物质的屈服应力进行原位在线快速的表征，操作方便快捷。

摘要： 本发明公开一种基于激光同步诱导超声表面波与空气波的材料表面应力检测方法。该方法步骤如下：选择无残余应力和无加工缺陷的材料；调整脉冲激光器和激光测振仪的激光光斑至应力加载区域；进行应力梯度加载并记录各个应力梯度下的表面波与空气波飞行时间；利用空气波飞行时间计算激光光斑间距和表面波波速变化；绘制波速变化‑应力梯度标定曲线；通过拟合曲线公式计算样品表面应力检测。本发明采用的脉冲激光器同步诱导表面波和空气波，利用同步产生的空气波对表面波应力测量进行修正，从而解决的传统表面波因工件结构变形和光斑间距畸变导致的应力测量误差，实现高耸结构表面的弯曲应力等复杂应力形式的准确测量。

摘要： 本发明公开了一种非均质页岩储层裂缝诱导应力预测方法，利用该方法可以考虑页岩储层中广泛发育的天然裂缝，更加准确的预测非均质页岩储层裂缝诱导应力场，为压裂优化设计提供指导，达到较好的增产效果。为了实现上述目的，该方法的主要内容为：(1)收集计算所需的基本参数；(2)计算天然裂缝面上受到的诱导应力；(3)利用天然裂缝破坏准则，判断天然裂缝在诱导应力作用下的状态；(4)结合所述步骤(3)的天然裂缝状态建立非均质页岩储层裂缝诱导应力计算模型，并计算非均质页岩储层裂缝诱导应力分布。

摘要： 本发明公开了一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法及系统，通过建立表观渗透率模型以考虑多尺度孔隙结构下复杂的气体流动行为，建立嵌入式离散裂缝模型耦合基质‑裂缝、裂缝‑裂缝系统的流动；在以上基础上建立页岩气储层多尺度流‑固耦合水平井渗流模型，采用全隐式有限体积法求解保证了求解精度和效率。因此，符合复杂的裂缝分布和多尺度流动机理，能够较为真实地反映出重复压裂前原地应力场变化的规律，用于模拟二次水力裂缝的扩展，适用于天然裂缝发育和低孔、低渗的页岩气储层。