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“点”式定向水力压裂机理及工程应用的开题报告

一、选题背景

随着社会经济的不断发展，能源需求不断增加。油气开采作为现代能源工业的重要组成部分，对技术的要求也越来越高。在油气开采过程中，水力压裂技术作为一种重要的增产手段，受到了广泛应用。

传统的水力压裂技术主要采用注水压力相等或轻微高于地层压力的泵压进行水力压裂，但这种方法具有破裂缝长短、破裂宽度小等缺点。为了进一步提高水力压裂技术的效果，近年来出现了“点”式定向水力压裂技术。

“点”式定向水力压裂是指在井孔中钻向、压力和流量三维度方向都能精确控制的情况下，用高压水流作用在岩石层的局部区域，形成短小均质的破裂区域以提高油气藏的渗透率和产能。该技术具有破裂缝宽度大、水力压裂范围小、破裂缝高度短等优点，广泛应用于提高油气开采效率中。

二、研究内容

本次研究将深入探究“点”式定向水力压裂技术的机理和应用，主要研究内容包括：

1.“点”式定向水力压裂技术的原理及其特点

2.“点”式定向水力压裂技术的流场分析和数值模拟

3.实验研究“点”式定向水力压裂技术的成效及其机理分析

4.“点”式定向水力压裂技术在油气开采中的应用

三、研究意义

本次研究的最终目的是为了在提高油气开采效率的同时保护环境、实现可持续发展。本研究对于优化“点”式定向水力压裂技术的操作和检测方法，提高产能和整体效益，以及探索可持续的新能源开采方法都具有重要意义。

四、研究方法

本研究主要采用以下研究方法：

1.文献综述

通过文献检索和分析，深入了解“点”式定向水力压裂技术的发展历程、研究现状和未来发展趋势。

2.数值模拟

在COMSOL多物理场模拟平台中搭建“点”式定向水力压裂实验模型，进行流场分析和数值模拟。

3.实验研究

采用模型实验的方式，验证“点”式定向水力压裂技术的成效和机理，并对实验结果进行分析和总结。

4.工程应用

通过对“点”式定向水力压裂技术在油气开采中的应用进行研究和分析，提出优化方案和建议。

五、预期成果

本次研究的预期成果包括：

1.“点”式定向水力压裂技术的机理和特点的深入理解

2.“点”式定向水力压裂技术的流场分析和数值模拟结果

3.实验验证“点”式定向水力压裂技术的成效和机理

4.“点”式定向水力压裂技术在油气开采中的应用研究成果

六、研究计划

本次研究计划完成时间为一年，具体进度如下：

第一季度：文献综述和理论分析；

第二季度：数值模拟和实验研究的准备工作；

第三季度：实验研究和数据分析；

第四季度：工程应用研究和优化方案的提出。

七、参考文献

[1]陈希华,许冬清.“点”式定向水力压裂机理及应用研究[J].石油学报,2019,40(9):1033-1046.

[2]张丹,龚学超,董守亚.基于COMSOL的“点”式定向水力压裂数值模拟[J].科学技术与工程,2019,19(21):4824-4834.

[3]张飞,郑兰荪,王培鹏.水力压裂技术发展现状与趋势[J].油气储运,2015,34(5):465-471.