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多級脈沖爆燃壓裂作用過程耦合模擬

文檔作者：吳飛鵬蒲春生陳德春任山2 劉斌2 文檔來源： 1．中國石油大學(華東)石油工程學院；2．中國石化西南分公司工程技術研究院		點擊數：	更新時間： 2025年09月04日
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2014年l0月
石油勘探與開發
PETROLEUM EXPL0RATION AND DEVEL0PM ENT Vl01．41 No．5 605
文章編號：1000—0747(2014)05．0605．07 DOI：10．11698／PED．2014．05．13
多級脈沖爆燃壓裂作用過程耦合模擬
吳飛鵬 ，蒲春生 ，陳德春 ，任山2，劉斌2
(1．中國石油大學(華東)石油工程學院；2．中國石化西南分公司工程技術研究院)
基金項目：國家自然科學基金“延時式可控高能氣體壓裂技術動力學機理研究”(51104173)；國家科技重大專項
“復雜油氣田地質與提高采收率”(2011ZX05009．004)； 國家自然科學基金“低滲油藏
低頻振動輔助表面活性劑復合驅油機理研究”(5 1274229)
摘要：針對多級脈沖爆燃壓裂作用過程瞬態性、多場耦合復雜性，建立多級脈沖爆燃壓裂過程耦合求解方法，并進
行模擬計算和礦場應用分析。將多級脈沖爆燃壓裂作用過程分解為火藥爆燃加載、壓擋液柱運動、射孔孔眼泄流、
裂縫起裂和裂縫延伸5個子系統，基于給定的基本假設建立各子系統的動力學模型，并借助節點系統分析方法得出
多級脈沖爆燃壓裂過程耦合求解方法， 既可定量計算合理裝藥量，又可對爆燃壓力、裂縫形態進行定量動態預測。
通過模擬計算分析了多級脈沖爆燃壓裂過程中爆燃壓力、壓擋液氣液界面位移、裂縫長度的變化規律，并將全過程
按時間分為5個階段。礦場應用結果表明：基于該方法開展的多級脈沖爆燃壓裂在設計藥量下可成功壓裂油層并降
低破裂壓力，確保后期措施順利進行。圖6表l參30
關鍵詞：多級脈沖爆燃壓裂； 高能氣體壓裂；破裂壓力；裂縫；動力學模型
中圖分類號：TE357．3 文獻標識碼：A
Coupling simulation of m ultistage pulse conflagration compression fracturing
W u Feipeng ，Pu Chunsheng ，Chen Dechun ，Ren Shan ，Liu Bin
(1．College ofPetroleum Engineering，China University ofPetroleum，Qingdao 266555，China；2．Engineering Technology
Research Institute ofSinopec Southwest Oil＆Gas Company，Deyang 6 1 8000，China)
Abstract：Due to the transient and multi-field coupling complexity of the multistage pulse conflagration compression fracturing，the
coupling solution method for it was established，an d the simulation calculation and field application an alysis was conducted．The whole
process of conflagration compression fracturing was divided into five subsystems：propellan ts conflagration loading，piezoresistive liquid
column movement，perforation discharge，fracture initiation an d dynamic extension．Based on the given assumptions，the kinetic model of
each subsystem was built，and the coupling solution method ofmultistage pulse deflagration compression fracturing process was obtained
using the node system analysis method．W ith the coupling solution method，a reasonable range of propellants charge Can be calculated
an d the dynamic prediction of the conflagration pressure an d fracture shape Can be realized．Through simulation calculation，the changes
of propellants conflagr ation pressure，piezoresistive gas—liquid interface displacement and fracture length were analyzed，and the whole
process was divided into five phases by the time．The field application results indicate that the multistage pulse conflagration
compression fracturing conducted based on the coupling solution method can fracture the reservoir successfully and reduce the
breakdown pressure，mak ing sur e that the follow-up measur es are carried out smoothly．
Key words：multistage pulse conflagration compression fracturing；high energy gas fracturing；breakdown pressure；fi'acture；dynamic model
O引言
多級脈沖高能氣體壓裂技術是一種基于多種燃速
火藥的可控脈沖壓裂技術，既可壓開高破裂壓力油層，
形成不受地應力控制的多條裂縫，又可形成長時間高
壓震蕩式脈沖，擴大裂縫延伸規模，且不需大型設備，
對環境適應性強、無污染，在當前油氣開發形勢下越
來越受到重視[1-3]。但由于該技術作用過程瞬態性、子
系統耦合復雜性、火藥燃燒及巖石破裂偶然性等因素，
難以對其建立一種高精度數值模擬技術，致使壓裂工
藝參數設計以經驗方法為主，措施效果穩定性欠佳，
成為制約該技術進一步發展的關鍵瓶頸[4 ]。因此，本
文對多級脈沖爆燃壓裂技術中火藥爆燃加載、井筒壓
擋液柱運動、射孔孔眼泄流、裂縫起裂及延伸等5個
主要子系統進行模塊化模型研究，進而根據各子系統
間的節點平衡關系，建立爆燃壓裂過程的耦合動力學
模型和耦合求解方法，并進行礦場應用分析。
石油勘探與開發·石油工程
1多級脈沖爆燃壓裂物理模型及基本
假設
1．1物理模型
多級脈沖燃爆壓裂井下裝置(見圖1)由多級脈沖
壓裂彈、點火裝置、電纜組成，其中多級脈沖壓裂彈
由2～4種火藥(燃速從高到低)組成。在中心點火藥
點燃后，借助同一中心鋁管快速傳熱、同步引燃不同
燃速火藥柱，利用一級高燃速火藥瞬間產生高壓破裂
地層，后續中、低燃速火藥持續燃燒，長時間維持高
壓環境，促使裂縫充分延伸。
點火裝置
壓井液
主體火藥
點火藥
射 L子L跟
套管
水泥環
儲集層
圖1 多級脈沖爆燃壓裂井下結構示意圖
施工過程中，將多級脈沖壓裂彈在目的層引燃，
產生高能氣體脈沖，借助射孔孔眼泄流破裂地層、延
伸裂縫，同時產生的高能氣體推動壓井液向上運動，
直至火藥燃燒完畢，井底壓力降至裂縫延伸壓力以下，
施工結束。多級脈沖爆燃壓裂過程包含火藥燃燒、射
孑L孑L眼泄流、裂縫起裂、裂縫延伸、壓擋液柱運動等
多個子系統，且子系統間相互影響、相互協調，須分
解建模后再耦合求解。
1．2基本假設
① 多級脈沖爆燃壓裂作用系統分為火藥爆燃加
載、壓擋液柱運動、射孔孑L眼泄流、裂縫破裂、裂縫
延伸5個子系統；② 火藥爆燃服從幾何規律，燃氣為
定比熱的完全氣體，爆燃加載過程為絕熱過程；⑧壓
擋液為牛頓流體，燃氣與液柱存在完全接觸面，液柱
在井筒中的流動為等截面管流，液柱運動全過程考慮
流體微元動能變化和管柱摩擦阻力影響；④考慮加載
速率對巖石破裂壓力的影響；⑤ 裂縫內流體沿縫長作
一維穩定層流，且考慮流體在裂縫壁上的滲漏；⑥ 裂
縫延伸符合破壞力學理論，只考慮裂縫在寬度和長度
上的延伸情況。
2多級脈沖爆燃壓裂作用過程動力學分
解模型
2．1火藥爆燃加載模型
假設火藥爆燃空間為密閉空間，不存在液柱運動
和孑L眼泄流。根據圖1，基于不同爆燃速度火藥燃速方
程，借助火藥結構幾何模型、質量守恒方程、能量守
恒方程、氣體狀態方程，可建立多級脈沖組合火藥爆
燃加載模型 lO-11】：
喜警 扣( )
k (” )( pg)+ pMgVg dT
k
、
f,-CgTJ, d／npri
=cg
k dT
+ 詈
警 p
p = HgRT
(1)式中未知變量為任意時刻t時爆燃空間壓力
P、爆燃空間溫度 、爆燃空間內燃氣體積 、火藥燃
燒線速度 和藥柱燃燒厚度 。結合模型初始壓力、溫
度條件，以時間間隔離散加載過程時間，逐步迭代求
解各時間間隔內的物理量組合，可得火藥爆燃加載應
力隨時間變化關系。
2．2壓擋液柱運動模型
綜合考慮爆燃壓力對壓擋液柱的宏觀推動作用、
沖擊壓縮作用以及液柱的動能分布和管柱對其摩擦阻
力的影響，采用拉格朗日微元分析方法，以液柱任意
微小截面單元為研究對象，利用質量守恒、動量守恒、
能量守恒等條件，建立爆燃壓裂過程中的壓擋液柱運
動規律模型[12-13]：
吳 鵬等：多級脈沖爆燃壓裂作用過程耦合模擬
。 ‘
‘。
盟Ox Ot=一
1 l一 亟一 ： 一 ：一
Px 4 RlAlg dt
=
2
旦dx l d 一㈡ l+ _
~．
dt
(2)
該模型再加上壓擋液柱微元位移 與微元長度，I
變化關系共5個方程，其中未知量為壓擋液柱微元壓
力P1、密度P1、長度 運動速度v1和位移X，可定量
求解任意火藥爆燃壓力、液柱條件和井身條件下的壓
擋液氣液界面位移隨時間的變化關系。
2．3射孔子L眼泄流模型
高能燃氣在射孑L孔眼中的泄流速度與套管內外壓
差、流體密度、射孔密度、孑L眼內徑等均有很大關系，
按可壓縮等截面一維定常流動理論推導射孑L孔眼泄流
模型【14-1 6]：
f旦丫
h rSr l p ~ ] ．2yTl Pe．
2．4 裂縫起裂模型
爆燃壓裂是一種瞬態高加載速率(大于1O0
MPa／s)的破巖過程，很難獲得動載下巖石破裂壓力的
精確值 17-19J。因此，基于巖石動態損傷模擬實驗裝置
(見圖2)，直接對小型模擬井眼進行強動載破巖實驗，
設計不同巖石強度、不同沖擊加壓速率，測試巖石破
裂壓力，進而回歸出動載下巖石破裂壓力與加載速率
間的定量關系：
Pd f=P。f+163．637In 一68．755 (4)
2．5裂縫延伸模型
裂縫起裂后燃氣持續泄流，迫使裂縫延伸[20-21]，
且普遍認為在瞬態加載條件下，裂縫延伸速率恒定為
0．38倍巖石縱波波速 。 引。因此，爆燃壓裂延伸過程
是包含高壓流體在裂縫中壓力分布模型【2引、彈塑性巖
石裂縫應力強度因子計算模型 剛、裂縫寬度模型[22,27]
和流體滲漏模型[ 在內的耦合模型。基于這些子模
型，建立質量守恒方程、能量守恒方程及氣體狀態方
(a)設備主體及巖心夾持器
(b)巖石試樣
1一內活動柱塞；2一調節螺母；3一上法蘭；4一吊緊螺釘；5一替換套；
6一膠套；7一外活動柱塞；8一橡膠板；9一巖心；10一下巖心塞；1 1一
簡體；1 2一固定塊；1 3一支承光桿；14一夾持器底座；1 5一穩座；
16一容器底座
圖2 巖石動態損傷模擬實驗設備主體、巖心夾持器
示意圖及巖石試樣
程，可得裂縫動態延伸模型【 。]：
，州 警叭 等叭 d，
l， 、、 j dt=cgT~(d gf+d Qg)+c Qf d + (5)
f ～
crf) Ot _
【Pf =pgRTf
在方程組(5)中，-／LH~．泄流量q、裂縫寬度 、
裂縫壁面的滲流速度 ，以及沿裂縫長度上的壓力分布
Pf均是套管外側孔眼出口處壓力(裂縫根部壓力)肌
的函數，因此該方程組存在Pfh、 和裂縫內各處火藥
燃氣密度P 共3個未知數。3個方程、3個未知量，可
定量化求解。
608 石油勘探與開發·石油工程 Vlo1．4l NO．5
3多級脈沖爆燃壓裂過程耦合求解方法
將上述5個子系統分別形成計算模塊，進而通過
建立由各子系統中壓力、溫度為主線變量的質量守恒
方程和能量守恒方程，得出多級脈沖爆燃壓裂全過程
的耦合求解方法(圖3為求解路線框圖)：①利用某時
刻火藥爆燃壓力P，推算火藥爆燃速度 再利用此時
燃氣體積 和能量守恒方程推算下一時刻爆燃壓力
P ；② 基于P ，用液柱運動模塊計算壓擋液柱運動后的
燃氣體積 ；⑨ 基于體積 ，利用能量守恒方程，推
算此時爆燃壓力P”；④ 用p”判斷裂縫是否起裂，若起
裂進行下步運算，否則以 ”作為起始爆燃壓力從①開
圖3 多級脈沖爆燃壓裂過程耦合求解路線框圖
始計算；⑤基于壓力P”，用裂縫延伸模塊計算流入裂
縫的燃氣量q；⑥ 基于體積 、q，利用能量守恒方程
和質量守恒方程，推算新火藥爆燃壓力P?、燃氣體積
” ；⑦ 以P?、 作為下一時刻的初始量進行重復計
算，直至火藥爆燃完全，且燃氣壓力降低到裂縫閉合
壓力為l匕
4多級脈沖爆燃壓裂關鍵系統變化規律
基于表1中基礎參數，模擬50 kg多級脈沖壓裂彈
爆燃，模擬結果如圖4所示。由圖4可知，多級脈沖
爆燃壓裂過程從時間上可分成5個階段。
表1 多級脈沖爆燃壓裂基礎參數
參數名稱 參數值 參數名稱 參數值
最大主應力47．5 MPa 壓裂彈底距射孔頂高0 nl
最小主應力 32 6MPa 油層段套管內徑 97．2 m
巖石彈性模量 35 000 MPa 油層段套管外徑 114．3 m
巖石泊松比 0．23 油層段水泥環壁厚 O 04m
地層滲透率 O．062x 10。tun 油層段套管屈服強度 200 MPa
地層巖石抗拉強度 8．6 MPa 油層段套管彈性模量212 360 MPa
地層巖石 L隙度 1O％ 油層段水泥環彈性模量63 94 1 MPa
油層厚度 36 m 油層段套管泊松比 0．26
油層上頂面深度4 959m 油層段水泥環泊松比 O．23
射孔相位角 6O。 液柱高度 1 000 nl
射孔段長度 22．5m 液體密度 1 000 kg／m
射 L段頂面深度4 959m 液體壓縮系數0．519x10 Pa
射孔密度 16 7k／m 液體黏度 1 mPa·s
射孔長度 O．5m 液體中聲速 l 388．1 m／s
射孔孔眼半徑 0．005 nl
一第1組裂縫長度一第2組裂縫長度
一爆燃壓力 一壓擋液氣液界面位移
_ 一 二 45 鑫
z
1
0
圖4 多級脈沖火藥爆燃壓裂過程爆燃壓力、壓擋液
氣液界面位移、裂縫長度變化規律
①初始加壓階段。火藥從0時刻開始爆燃，爆燃
壓力由初始壓力(9．8 MPa)開始迅速上升，液柱受壓
開始向上運動，但此時各相位射孑L孑L眼均未達到起裂
壓力。
② 低延伸壓力裂縫起裂延伸階段。當火藥爆燃到
295．6 ms時，火藥爆燃壓力達到O。和l80。相位射孔孔
眼破裂壓力(80．6 MPa)，兩條裂縫開始起裂延伸，火
藥燃氣高速泄入縫內。但火藥爆燃能量釋放速率仍然
大于此階段裂縫延伸和液柱運動造成的能量消耗速
O 0 O 0 0 O O
g＼澮迥恒昧燃 崮
2014年10月 吳飛鵬等：多級脈沖爆燃壓裂作用過程耦合模擬
率，因此爆燃壓力仍在上升，
裂前明顯變小。
只是升壓速率較裂縫起 5多級脈沖爆燃壓裂模擬計算方法礦場
③ 高延伸壓力裂縫起裂延伸階段。當火藥爆燃到
504．4 ms時，火藥爆燃壓力達到60。、120。、240。和300。
相位射孑L孑L眼破裂壓力(98．0 MPa)，這些相位的4條
裂縫開始起裂延伸。此時6個相位的裂縫同時延伸，
裂縫延伸和液柱運動的耗能速率已大于火藥爆燃能量
釋放速率，因此火藥爆燃壓力出現下降趨勢，故98．0
MPa為火藥爆燃的峰值壓力。但隨著火藥彈爆燃表面
積的增大，火藥爆燃能量釋放速率與耗能速率漸趨平
衡，爆燃壓力保持穩定。
④ 火藥爆燃完全后裂縫持續延伸階段。當火藥爆
燃到700 ms時，火藥爆燃完全，此時井筒壓力為91．6
MPa，此后井筒液柱在高壓作用下繼續向上運動，各
相位裂縫也在壓力作用下繼續延伸，但是由于火藥已
爆燃完全爆燃壓力迅速下降。
⑤ 裂縫止裂階段。當井筒壓力下降到78．66 MPa
后，60。、120。、240o和300。相位裂縫停止延伸，最終
裂縫長度1．29 m；當井筒壓力繼續下降到53．2 MPa后，
剩余兩條裂縫也停止延伸，最終裂縫長度4．55 m。至
此裂縫完全停止延伸，爆燃壓力在液柱運動和散熱作
用下繼續下降，最終趨于初始爆燃壓力，高能氣體壓
裂過程結束。
宕
簌
蜒
念
1 500
600
400
200
O
應用
川西wJ．2井為一深層致密砂巖氣井，前期對該井
3 550~3 560 m段儲集層進行酸壓預處理，起裂壓力
85．5 MPa，施工壓力83～88 MPa，排量僅為1．4 m ／min，
且排液困難，表明油層未壓開，作業失敗。因此，后
期對該井進行爆燃壓裂預處理，基于本文方法設計兩
級脈沖壓裂彈75 ，模擬該井爆燃壓力及裂縫長度變
化(見圖5)，預測最終形成半縫長分別為5．2m和1．9m
的兩組90。相位裂縫。
螻
圖5 爆燃壓力和裂縫延伸動態預測曲線
按設計藥量對該層段進行爆燃壓裂，圖6為壓裂
前后測壓施工曲線。經過爆燃壓裂后油井破裂壓力從
時間／min
圖6 多級脈沖爆燃壓裂前后測試壓裂施工曲線
． 宴
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610 石油勘探與開發·石油工程 Vb1．41 No．5
85．5 MPa以上降低到71．0 MPa，且壓裂后進行加砂壓
裂處理時，在施工壓力70 MPa左右排量達3 nl ／min，
且排液順利，生產測試產氣量達5．6×10 m ／d，措施效
果明顯。表明設計藥量下爆燃壓裂成功壓開油層，有
效降低了破裂壓力，確保了后期措施的順利施工。
6結論
多級脈沖爆燃壓裂作用過程是一個瞬態的、多場
耦合的復雜物理過程，可分解為多級脈沖火藥爆燃加
載、壓擋液柱運動、射孔孔眼泄流、裂縫起裂和裂縫
延伸5個子系統。通過建立5個子系統的動力學模型，
借助節點系統分析方法，得出多級脈沖爆燃壓裂全過
程的耦合求解方法。
分析了多級脈沖爆燃壓裂過程中爆燃壓力、壓擋
液氣液界面位移、裂縫長度的變化規律，并將全過程
分為初始加壓、低延伸壓力裂縫起裂延伸、高延伸壓
力裂縫起裂延伸、火藥爆燃完全后裂縫持續延伸和裂
縫止裂5個階段。
將多級脈沖爆燃壓裂應用于某深層致密砂巖氣
井，結果表明：在設計藥量下爆燃壓裂成功壓開油層，
降低了破裂壓力，且確保了后期加砂壓裂處理的順利
進行。
符號注釋：
— — 藥柱爆燃體積，m ； 一火藥種數；卜一時間，
s；lp——藥柱長度，m；“——火藥燃燒線速度，m／s； ——
藥柱燃燒厚度，m；r 內中孔半徑，m； ——爆燃空間
內燃氣體積，m ；p——爆燃壓力，Pa；卜爆燃空間溫度，
K；尺——氣體常數，8-314 J／(mol·K)； ——火藥彈密度，
kg／m ； ——火藥燃氣密度，kg／m ；產- 火藥力，J／kg；
c ——火藥燃氣比熱，J／(kg·K)；m。 ——火藥燃燒掉的質量，
kg；090——火藥燃速系數，m／(s·Pa)； ——火藥燃速壓力指
數； ——火藥燃氣摩爾質量，kg／mol；ng——火藥燃氣物質
的量，mol；l,o—— 壓擋液柱微元初始長度，m；I1——壓
擋液柱微元t時刻長度，m；P10——壓擋液柱微元初始密度，
kg／m0；pl——壓擋液柱微元t時刻密度，kg／m ； ——壓擋
液柱微元距離液柱底面的距離(是t的函數)，ill；Pl——壓
擋液柱壓力(是 、t的函數)，Pa； ——壓擋液柱流體體積
壓縮系數，Pa～； ——牛頓流體管流摩阻系數；El——牛頓
流體彈性模量，Pa；譬——重力加速度，9．8 m／s。；R1——壓擋
液柱橫截面半徑，1TI；Al—— 壓擋液柱橫截面面積，rn ；
Vl——壓擋液柱微元運動速度，m／s； ——射孔孔眼泄流入縫
的流體質量流量，kg／s；pfq——射孔套管前部井筒內壓力(其
數值等于火藥爆燃壓力)，Pa；Pfh——射孔套管外裂縫人口處
的火藥氣壓力，Pa； ——爆燃產物多變指數，其數值在絕熱
條件下等于氣體比熱比，在等溫過程為1．17；Hf——射孔密度，
孔／m；hf——射孔段長度，m；Sf——射孔孔眼橫截面積，
m ；pdcf——巖石動載下破裂壓力，Pa；p。f——巖石靜載下
破裂壓力，Pa；y。——爆燃壓裂加載速率，MPa／s；Lf——
任意時刻裂縫長度，rn；新——任意時刻裂縫某橫截面到裂
縫根端的距離，rll； ——任意時刻裂縫寬度(是研的函數)，
m；“ ——任意時刻燃氣在裂縫壁面的滲流速度(是研的函
數)，m／s；Qf——任意時刻裂縫內燃氣質量，kg；Q ——
任意時刻由裂縫壁面滲漏人地層的燃氣總質量，kg；Pf——
任意時刻裂縫內燃氣壓力(是新的函數)，Pa；Tf——任意時
刻裂縫內燃氣溫度(假定在任意時刻裂縫內各處溫度相同)，
K；o-f——任意時刻裂縫壁面的閉合應力(是研的函數)，Pa；
f__一地層壓力，Pa。
參考文獻：
[1] Zhang T，Zhang X，Li N，et a1．High—energy perforation and
fracturing (HEPF)： Great revolution of perforation for 21 st
Century[R]．SPE 64760，2000．
[2] Jaimes M G，Castillo R D，Mendoza S A．High energy gas fracturing：
A technique of hydraulic prefracturing to reduce the pressure losses
by friction in the near wellbore：A Colombian field application[R]．
SPE 152886，2012．
[3] Ramirez J，Barrera J，Romero R，et a1．Propellant-assisted perforating
in high—pressure and temperature wells at Campo Bosque in Northern
Monagas State[R]．SPE 71644，2001．
[4] Folse K C，Dupont R L，Coats C G，et a1．Field performance of
propellant perforating technologies to enhance placement ofproppant
on high risk sand control completions[R]．SPE 72135，2001．
[5] Whisonant R J，Hall F R．Combining continuous improvements in
acid fracturing，propellant stimulations，and polymer technologies to
increase production and develop additional reserves in a mature oil
field[R]．SPE 38789，1 997．
[6] Wang Z L，Koniedddtzky H．Modeling of blasting-induced fractures
in jointed rock masses[J]．Engineering Fracture Mechanics，2009(76)：
1945—1955．
[7] Yang D w，Risnes R．Numerical modeling and parametric analysis
for designing propellant gas fracturing[R]．SPE 71641，2001．
[8] Saharan M R，Mitri H S．Numerical procedure for dynamic
simulation of discrete fractures due to blasting[J]．Rock Mechanics
and Rock Engineering，2008，41(5)：641-670．
[9] Hustedt B，Zwarts D，Bjoerndal H P’et a1．Induced fracturing in
reservoir simulations：Application of a new coupled simulator to
waterflooding field examples[R]．SPE 102467，2006．
[10] 劉志濤，徐濱，南風強，等．低溫感包覆火藥燃燒過程破孔規律
研究[J]_南京理工大學學報，2011，35(5)：710-714．
Liu Zhitao，Xu Bin，Nan Fengqiang，et a1．Coating perforation laws
in combustion process of low temperature sensitivity coated
propellant[J]．Journal of Nanjing University of Science and
Technology,2011，35(5)：710-714．
[1 1] 陳德春，李海波，吳曉東，等．油層爆燃壓裂造縫加載模型[J]．中
國石油大學學報：自然科學版，2010，34(5)：100—104．
Chen Dechun，Li Haibo，W u Xiaodong，et a1．Loading models for oil
2014年10月 吳飛鵬等：多級脈沖爆燃壓裂作用過程耦合模擬 611
[12】
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
bearing formation exploding fracturing[J]． Journal of China
University of Petroleum：Natural Science Edition，2010，34(5)：
10O一1O4．
吳飛鵬，蒲春生，吳波．高能氣體壓裂中壓擋液柱運動解析模型
研究[J]．石油鉆采工藝，2009，3 1(3)：82-84，89．
W u Feipeng，Pu Chunsheng，W u Bo．Study on kinematics model of
medium pressure piezoresistive liquid column for high energy gas
fracturing[J]．Oil Drilling&amp;amp; Production Technology,2009，31(3)：
82—84．89．
吳飛鵬，蒲春生，吳波．燃爆壓裂中壓擋液柱運動規律的動力學
模型[J]．爆炸與沖擊，2010，30(6)：633—641．
W u Feipeng， Pu Chunsheng， Wu Bo．A dynam ic model of the
pressurized liquid column movement[J]．Explosion and Shock Waves
2010，30(6)：633—641．
Cuderman J F．Tailored-pulse fracturing in cased and perforated
boreholes[R]．SPE 15253，1986．
王愛華，李豎，趙峰洛．用高能氣體壓裂模型研究裂縫條數[J]l
斷塊油氣田，2000，7(5)：56—59．
Wang Aihua，Li Dang， Zhao Fengluo．The study of number of
fractures using high energy gas fracturing model[J]．Fault—Block Oil
&amp;amp;Gas Field，2000，7(5)：56-59．
楊衛宇，趙光．高能氣體壓裂火藥燃燒及射孔泄流規律的研究[J]l
西安石油學院學報，1992，7(2)：1—6．
Yang W eiyu，Zhao Guang．The laws of propellant burning and fluid
drainage through perforations during high energy gas fracturing[J]．
Journal of Xi’an Petroleum Institute，1992，7(2)：1-6
李戰魯，王啟智．加載速率對巖石動態斷裂韌度影響的實驗研究
[J]．巖土工程學報，2006，28(12)：2116-2120．
Li Zhanlu，Wang Qizhi．Experimental research on effect of loading
rate for dynamic fracture toughness of rock[J]．Chinese Journal of
Geotechnical Engineering，2006，28(12)：21 16-2120．
吳飛鵬，蒲春生，陳德春，等．燃爆強加載條件下油井破裂壓力
試驗研究[J]．巖石力學與工程學報，2009，28(S2)：3430—3434．
Wu Feipeng，Pu Chunsheng，Chen Dechun，et a1．Test study of 0訂
well breakdown pressure under blasting loading[J]．Chinese Journal
of Rock Mechanics and Engineering，2009，28(S2)：3430-3434．
孟紅霞，陳德春，吳飛鵬．巖石沖擊開裂試驗峰值壓力和加壓速
率計算模型[J]．石油鉆探技術，2007，35(4)：28-30．
M eng Hongxia，Chen Dechun，W u Feipeng．Calculation m odels for
the peak pressure and the pressurization rate for blast cracking of
rocks[J]．Petroleum Drilling Techniques，2007，35(4)：28-30．
Zazovsky A F．Propellant fracturing revisited[C]／／Proceedings of
the Gulf Rocks 2004 the 6th North Am erica Rock M echanics
Symposium (NARMS)． Houston： American Rock Mechanics
Association，2004．
Mniszewski K R，W estcott P A．The characterization of high·energy
chemical sources for fracturing Devonian shale[R]． SPE
GRI一85／0222．1 986．
[22】盧文波，陶振宇．爆生氣體驅動的裂紋擴展速度研究[J]．爆炸與
沖擊，1994，14(3)：264-267．
Lu Wenbo，Tao Zhenyu．A study of fracture propagation velocity
driven by gas of explosion on products[J]．Explosion and Shock
Waves，1994，14(3)：264—267．
[23] 陳莉靜，李寧，王俊奇．高能復合射孔爆生氣體作用下預存裂縫
起裂擴展研究[J]l石油勘探與開發，2005，32(6)：91 93，120．
Chen Lijing，Li Ning，Wang Junqi．Initiation and extension of
existing cracks under detonation gas loading in a high energy
combined perforation[J]．Petroleum Exploration and Development，
2005，32(6)：91-93，120．
[24] Nilson R H，Proffer W J，Duf R E．Modeling of gas driven fractures
induced by propellant combustion within a borehole[J]．International
Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences&amp;amp; Geom echanics
Abstracts，1985，22(1)：3-19．
[25] 曹言光，劉長松，林平，等．應用斷裂力學理論建立油氣井壓裂
時巖石破裂壓力計算模型[J]_西安石油學院學報：自然科學版，
2003，18(4)：36—39．
Cao Yanguang，Liu Changsong，Lin Ping，et a1．Establishing the
model for calculating the fracturing pressure of formation rock
during oil／gas wells fracturing by using fracture mechanics theory[J]．
Journal of Xi’an Petroleum Institute：Natural Science Edition，2003，
18(4)：36—39．
[26] Parihar K S，Sowdamini S．Stress distribution in the neighborhood of
Grifith and external cracks under general surface loadings[J]．
Engineering Fracture Mechanics，1982，1 6(4)：72_86
[27] Tada H，Paris P C，Irwin G R．The stress analysis of cracks handbook，
1973[M]．Hellertown：Del Research Corporation，1985．
[28] Cornell D，Katz D L．Flow of gases through consolidated porous
media[J]．Industrial and Engineering Chemistry,1953，45(1 o)：
2l45．2152．
[29] Geertsma J．Estimating the coeficient of inertial resistance in fluid
flow through porous media[J]．Society of Petroleum Engineers
Journal，1974，14(5)：445-450．
[30] 蒲春生，任山，吳飛鵬．氣井高能氣體壓裂裂縫系統動力學模型
研究[J]l武漢工業學院學報，2009，28(3)：12-19．
Pu Chunsheng，Ren Shan，W u Feipeng．The study on fracture system
dynamics models of HEGF in gas wells[J]．Journal of Wuhan
Polytechnic University,2009，28(3)：12-19．
第一作者簡介：吳飛鵬(1983．)，男，山東臨朐人，博士，中國石油大
學(華東)石油工程學院副教授，主要從事復雜油氣藏物理．化學強化開采
技術方面的研究工作 地址：山東省青島經濟技術開發區長江西路66號，
中國石油大學(華東)石油工程學院，郵政編碼：266555。E—mail：
upcwfp@163．com
收稿日期：2014．02．27 修回日期：2014．06-27

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