一組平行裂縫變形特征及動態滲透率模型

馮月麗,劉月田,丁祖鵬,陳健,毛小龍,周月波

(1.中國石油大學(北京)油氣資源與探測國家重點實驗室,北京102249;2.中海油研究總院,北京 100028;3.中國石化中原油田分公司石油工程研究院,河南 濮陽 457001)

在研究裂縫性滲流介質的變形特征方面,國內外很多專家學者已經做了大量的工作[1-12],其中,大部分數學模型中,考慮裂縫性介質變形時,使用的都是通過實驗數據擬合得到的經驗公式[1-5],或者引入滲透率模數[6-8].這些處理方法存在的主要問題,是介質的變形系數不易確定,因此,實際應用中存在一定的局限性.本文以容易測量的基本彈性參數為基礎,建立了一組平行裂縫的變形計算模型,并在此基礎上給出了裂縫滲透率和介質整體滲透率張量的計算方法.該模型可以解決變形系數不易確定的問題,同時能夠綜合考慮多因素對裂縫變形的影響,對預測復雜裂縫網絡的變形、計算裂縫性滲流介質的滲透率動態變化具有重要參考價值.

1 動態滲透率模型

1.1 特征單元體裂縫總條數計算

取滲流單元內包含一組平行裂縫的典型微元(特征單元體)作為研究對象,建立參照直角坐標系xoy,裂縫走向與x軸的夾角為β,平面上裂縫(藍線標識)等間距d分布,縱向上裂縫垂直切穿整個單元體.特征單元體的寬、長分別為L1,L2,高為h,單元體四周均為固定邊界(見圖1).圖中紅色虛線將裂縫分為2部分.其中:虛線左側沿AB方向的裂縫間距為d1;虛線右側沿CB方向的裂縫間距為d2.

圖1 一組平行……