1. Εισαγωγή
Μετά την αποτελεσματική και μεγάλης κλίμακας ανάπτυξη του αβαθούς αέριο σχιστόλιθου στην Κίνα, η ανάπτυξη βαθιά αέριο βαθύ σχιστόλιθο έχει γίνει μια βασική περιοχή για την εξασφάλιση της ενεργειακής ασφάλειας. Αν και η τρισδιάστατη εργοστασιακή και η οριζόντια τεχνολογία πολλαπλών σταδίων και πολλαπλών συστάδων μπορεί να βελτιώσει την επίδραση αύξησης της παραγωγής, στην ανάπτυξη του βαθιού σχιστολιθικού αερίου, λόγω παραγόντων όπως η υψηλή διαφορά στρες, τα φυσικά κατάγματα, η ανάπτυξη μικρών σφαλμάτων και ο παράλογος σχεδιασμός και οι παραμέτρους κατασκευής, το πρόβλημα της παρεμβολής των πτερυγίων γίνεται όλο και πιο σημαντική. Ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά της δεξαμενής αερίου βαθιάς σχιστόλιθου στο νότιο Sichuan είναι η ανάπτυξη μικρών σφαλμάτων. Έχουν μεγάλη κλίμακα, δεν υπάρχει συνεκτική δύναμη στην επιφάνεια του τοίχου και έχουν υψηλή αγωγιμότητα και υψηλά χαρακτηριστικά απώλειας διήθησης, τα οποία προκαλούν εύκολα τα κατάγματα των θραυσμάτων κατά τη διάρκεια του φερμουάρ για να επικοινωνούν με τα σπασμένα κατάγματα των παρακείμενων πηγών. Επί του παρόντος, οι περισσότεροι οικιακοί και ξένοι μελετητές επικεντρώνονται στην έρευνα σχετικά με την επίδραση των φυσικών καταγμάτων στην επέκταση των υδραυλικών καταγμάτων, ενώ υπάρχουν λίγες μελέτες σχετικά με την επέκταση των υδραυλικών καταγμάτων υπό την επίδραση πολλαπλών φρεάτων και μικρών ελαττωμάτων. Ως εκ τούτου, έχει μεγάλη σημασία να κατανοήσουμε βαθιά τον νόμο περί θραύσης με φερμουάρ θραύσης των φρεατίων βαθιάς σχιστόλιθου υπό την επήρεια μικρών σφαλμάτων.
2. Zipping Cracturing θεωρητικό μοντέλο που βασίζεται σε μέθοδο στοιχείων πεπερασμένων διαταραχών
● Βασικές ιδέες για τη μέθοδο των πεπερασμένων διαταραχών. Χρησιμοποιείται η μέθοδος εισαγωγής πεπερασμένων στοιχείων και εισαγωγής στοιχείων. Καθορίζοντας τις παραμέτρους της μηχανικής ιδιοκτησίας των στοιχείων άρθρωσης, των καταγμάτων ή των σφαλμάτων. Κατά τη διάρκεια της θραύσης, εάν η πίεση ρευστού υπερβαίνει το όριο θραύσης του στοιχείου της άρθρωσης, το στοιχείο της άρθρωσης θα σπάσει και θα σχηματίσει ένα κάταγμα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τον αποτελεσματικό αλγόριθμο κρίσης ζεύγους επαφής NBS και τον πιθανό αλγόριθμο υπολογισμού της δύναμης επαφής για να πραγματοποιήσει την ενοποίηση και την τυποποίηση της θεραπείας διαφόρων τύπων γωνιακών επαφών. Καταναλώνει λιγότερη μνήμη και είναι βολικό για παράλληλη λειτουργία προγραμμάτων. Είναι κατάλληλο για την επίλυση μεγάλων μηχανικών προβλημάτων, όπως η διάσπαση με φερμουάρ.
● Μοντέλο διάδοσης θραύσης Μοντέλο Wellbore Flow Σύμφωνα με τον νόμο του Kirchhoff, η πίεση της οπής αποτελείται από την αντίσταση τριβής κατά μήκος του φρεατίου, την αντίσταση τριβής διάτρησης και την πίεση του στόματος κατάγματος. Η ροή εισροής κάθε συμπλέγματος καταγμάτων ακολουθεί το νόμο της μαζικής διατήρησης. Μοντέλο εσωτερικής ροής κατάγματος Όταν η ποσότητα ανοίγματος ή ολίσθησης του στοιχείου της άρθρωσης υπερβαίνει την οριακή τιμή, το στοιχείο της άρθρωσης σπάει και σχηματίζει ένα κάταγμα. Η ροή υγρού στο κάταγμα ακολουθεί τον κυβικό νόμο. Η ροή μεταξύ των κόμβων σχετίζεται με τη διαφορά πίεσης. Ταυτόχρονα, εξετάζεται η ανταλλαγή υγρών μεταξύ του θραυσμένου στοιχείου άρθρωσης και της μήτρας βράχου. Μοντέλο κατάγματος κοινών στοιχείων Τρεις τρόποι θραύσης των στοιχείων των αρθρώσεων (αποτυχία εφελκυσμού, αποτυχία διάτμησης και μικτή αστοχία εφελκυσμού). Ο συντελεστής ζημίας D χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει ποσοτικά τον βαθμό βλάβης των στοιχείων των αρθρώσεων. Μοντέλο σύζευξης υγρού-στερεού Η διαδικασία σύζευξης υγρού-στερεού περιλαμβάνει τη σχέση μεταξύ της μεταβολής του διαφράγματος θραύσης και της τάσης σχηματισμού και της μεταβολής της κατάστασης ροής υγρού στο κάταγμα. Λαμβάνοντας υπόψη τη δύναμη δράσης του υγρού στην επιφάνεια του τοιχώματος του θραύσματος και την επίδραση της παραμόρφωσης της μάζας βράχου στη ροή του υγρού, δημιουργείται η σχέση μεταξύ παραμόρφωσης υγρού και βράχου, δημιουργείται η εξίσωση ισορροπίας τάσης σχηματισμού, η εξίσωση υπολογισμού της δύναμης επαφής και η εξίσωση του τριάδρου του τάσης.
3. Επαλήθευση μοντέλου
● Επαλήθευση στιγμιότυπου πεδίου ορυχείων λαμβάνοντας το 5ο τμήμα του Well 4 στην πλατφόρμα X του βαθιού σχιστολιθικού αερίου στο νότιο Σιτσουάν ως παράδειγμα για την καθιέρωση ενός μοντέλου επαλήθευσης διάδοσης θραύσης. Υπάρχει μια μικρή ζώνη σφάλματος σε αυτό το τμήμα διάσπασης. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης είναι βασικά συνεπή με τα μικρο-διαχωριστικά δεδομένα πεδίου, τα οποία αποδεικνύουν την ακρίβεια του μοντέλου.
● Επαλήθευση ακρίβειας Η ανάλυση ευαισθησίας του χρόνου προσομοίωσης και του μεγέθους του δικτύου πραγματοποιείται αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το χρονικό βήμα και το μέγεθος του πλέγματος έχουν ορισμένο αντίκτυπο στη διαδικασία προσομοίωσης, αλλά η επαναληπτική μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι αξιόπιστη και ισχυρή.
4. Ανάλυση αποτελεσμάτων προσομοίωσης
● Επίδραση της γωνίας πλησιάζοντας τη μικρή βλάβη Η επίδραση των μικρών ελαττωμάτων με διαφορετικές γωνίες πλησιέστερου στον νόμο περί διοχέτευσης με φερμουάρ. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μετά τη διάταξη του θραύσματος διασταυρώνεται με το μικρό σφάλμα, συλλαμβάνεται από το μικρό σφάλμα και δεν υπάρχει φαινόμενο διέλευσης. Σε σύγκριση με τα φυσικά κατάγματα, τα μικρά σφάλματα έχουν μια πιο προφανή επίδραση αποκλεισμού στην επέκταση των καταγμάτων κατάγματα προς την κατεύθυνση του μέγιστου οριζόντιου κύριου στρες. Με την αύξηση της γωνίας πλησιέστερης γωνίας των μικρών βλαβών, η αύξηση της πίεσης της αντίδρασης μειώνεται και ο χρόνος απόκρισης πίεσης αυξάνεται.
● Η επιρροή της απόστασης από το φρεάτιο σε μικρό σφάλμα μελετάται η επίδραση της απόστασης μεταξύ της κεντρικής θέσης του μικρού σφάλματος και του οριζόντιου φρεατίου στον νόμο περί καραμέλας πίεσης με φερμουάρ. Όσο πιο κοντά το μικρό σφάλμα είναι στο Wellbore, τόσο πιο εύκολο είναι να επικοινωνήσετε με το μικρό σφάλμα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό νέων καταγμάτων και στα δύο άκρα του μικρού σφάλματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από το προ-θραυσμένο πηγάδι, τόσο μεγαλύτερη είναι η αύξηση της πίεσης και όσο νωρίτερα είναι ο χρόνος απόκρισης πίεσης της αντίδρασης.
● Η επιρροή του ζώνη μικρού σφάλματος με την προϋπόθεση πολλαπλών στοιχείων μεγάλης κλίμακας για την κατασκευή μικρών σφαλμάτων με τη ζώνη, μελετάται η επίδραση των μικρών σφαλμάτων στη διάδοση του θραύσματος και η συμπεριφορά διοχέτευσης φερμουάρ. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θραύσης, τα κατάγματα μεταξύ των στρώσεων είναι εύκολο να σχηματιστούν σε πολλαπλά μικρά σφάλματα, τα οποία χτίζουν ένα κανάλι ροής για τη διάταξη θραύσης κατάγματος διασταύρωσης. Με την αύξηση του αριθμού των μικρών στρωμάτων σφάλματος και του εύρους ζώνης, η αύξηση της πίεσης της αντίδρασης μειώνεται και ο χρόνος απόκρισης πίεσης αυξάνεται.
● Η επίδραση της απόστασης κακής ευθυγράμμισης μεταξύ δύο οπών διάτρησης φρεατίου Η επίδραση της απόστασης κακής ευθυγράμμισης μεταξύ των οπών διάτρησης των παρακείμενων πηγαδιών στην διάδοση του θραύσματος και τη διοχέτευση του νόμου δύο πηγαδιών μελετάται. Με τη δράση των μικρών σφαλμάτων της άρθρωσης, τα κατάγματα διαταραχών μεταξύ δύο πηγαδιών σχηματίζουν κανόνα, αλλά η απόκριση μετά τη διοχέτευση είναι διαφορετική. Με την αύξηση της απόστασης ερεθιστικής απόστασης των οπών διάτρησης, η αύξηση της πίεσης της απόκρισης αυξάνεται σταδιακά και ο χρόνος απόκρισης πίεσης μειώνεται σταδιακά.
5. Συγκέντρωση
Τα μικρά σφάλματα είναι σημαντικά γεωλογικά δομικά χαρακτηριστικά των δεξαμενών βαθιάς σχιστόλιθου και έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην τροχιά διάδοσης θραύσης μεταξύ πολλαπλών φρεατίων κατά τη διάρκεια της θραύσης με φερμουάρ. Σε σύγκριση με τα φυσικά κατάγματα, τα μικρά σφάλματα έχουν ισχυρότερη ικανότητα να συλλάβουν και να εμποδίζουν τα υδραυλικά κατάγματα. Παράγοντες όπως η γωνιά πλησιάζοντας μικρά σφάλματα, η απόσταση από το φρεάτιο, ο αριθμός των στρωμάτων και το εύρος ζώνης και η απόσταση κακής ευθυγράμμισης των οπών διάτρησης μεταξύ δύο πηγαδιών θα επηρεάσουν τον χρόνο αύξησης της πίεσης και απόκρισης πίεσης της αντίδρασης. Στην πραγματική σχεδίαση με φερμουάρ, πρέπει να ληφθεί υπόψη η ιδιαιτερότητα των μικρών σφαλμάτων. Με βάση μια βαθιά κατανόηση της επιρροής του νόμου των διαφόρων χαρακτηριστικών μικρών ελαττωμάτων στα τμήματα θραύσης, ο σχεδιασμός της διάσπασης θα πρέπει να διεξάγεται περισσότερο στοχοθετημένος.