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水力压裂优化设计与裂缝延伸分析系统 HydrFracture V2.0
 
水力压裂优化设计与裂缝延伸分析系统 HydrFracture V2.0
(Optimal Design of Hydraulic Fracturing & Fracture Propagation Analysis System)
 

1 软件概述

水力压裂优化设计与裂缝延伸分析系统(Optimal Design of hydraulic fracturing & Fracture Propagation Analysis System)是油气CAE技术研究室开发的一款针对直井压裂作业相关计算的工程应用软件。该软件囊括了在水力压裂设计和计算过程中所涉及的多个方面,主要包括计算分析模块、图形输出模块、word报告输出模块以及联机帮助模块等,界面友好,方便使用。

软件输出界面
软件的模块组织如下图所示:

2 分析模块简介

2.1 ODHFPA裸眼直井破裂压力计算

基础数据包括地层孔隙压力、垂向应力梯度、泊松比、计算地层深度等。模块中考虑了目前常用的四种计算模式,可以任选其中一种或多种计算模式进行计算:
 

2.2 ODHFPA分层地应力计算模块

该模块的特点是可以计算各个地层的地应力大小——在给定必须的地层参数的基础上,用户可以方便的选择欲计算的层位,计算出相应层位的地应力大小:

 

2.3 ODHFPA井筒附近应力场分析

输入必须的分析参数后,该模块不仅可以井筒附近某一特定点的周向、径向以及垂向应力,而且,当给定井筒附近某一研究范围时,可以计算该范围内整个区域场的应力分布规律。同时根据分析结果,该模块还给出了考虑第三强度理论及第四强度理论的Tresca应力和Mises应力。
 
根据分析得出的理论结果,图形输出模块可生成直观的应力场图形描述。如下图所示的周向应力场、径向应力场、垂向应力场以及Mises应力场:
 
 
同时,为了直观的表示随着远离井筒各个应力的变化规律,给出了多图分析输出,如下图所示的周向应力与Mises应力:

2.4 ODHFPA闭合压力计算

在给定计算的基本数据后,即可进行闭合压力的计算:

2.5 ODFPA压裂裂缝形态判断

首次提出了用模糊判断和精确判断的方法来对水力压裂产生的裂缝形态进行判断,同时考虑了经验公式的采用等。计算模块如下:

2.6 ODHFPA地面加砂方案分析

该模块可根据给定的设计和施工要求,反推出应该采用的地面加砂方案。

2.7 ODHFPA裂缝延伸分析模块

本模块包括了三个子模块,即:二维模型分析,缝内流体一维流动的拟三维分析,缝内流体二维流动的拟三维分析。这里主要介绍一下两个拟三维模型分析模块。

2.7.1缝内流体一维流动的拟三维分析

这种模型仅考虑了缝内压裂液一维方向的流动。在本模块的分析中,根据盖层和底层应力分布的对称与否分成了两种情形来计算,即两个计算模块:
计算分析结果主要包括裂缝的缝高、缝宽、缝长以及缝中压力等等:
根据分析得出的理论结果,可以图形输出缝长—缝高曲线、缝长—缝宽曲线及缝长—流量曲线等;同时可以输出动态的裂缝延伸示意图以及彩图表示的裂缝三维尺寸示意图,同时可作出裂缝延伸的动态展示、铺砂浓度图示等。
2.7.2 缝内流体二维流动的拟三维分析
该模块考虑了裂缝内部压裂液的二维流动,适用于裂缝高度延伸较大的情形,亦即缝高缝长比较大的情形,计算结果更贴近于实际情况,采用的是半解析法。模块界面与分析结果如下:
除了文本输出界面,利用图形输出模块可以得到对应于分析结果的图示结果:

2.8 ODHFPA帮助模块

 采用标准帮助制作方法,在每个模块的激活状态,按下“F1”键即可调出与该模块对应的帮助文档。
 
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