缝网压裂技术研究及在大庆油田中的应用

面对低渗透油气藏难于开采的问题,提出了缝网压裂技术的原理及施工过程。缝网压裂技术不同于常规压裂,缝网压裂技术的目的就是开启、延伸和沟通天然裂缝,增大裂缝网络的复杂性和比表面积。对于天然裂缝发育的储层,施工时当裂缝内净压力大于水平主应力差值时,可在原始裂缝的基础上形成新的分支裂缝;对于天然裂缝不发育的储层,施工时的裂缝净压力大于水平主应力差值与岩石的抗张强度之和后,可在岩石本体上形成新的分支缝。主裂缝为缝网系统的主干,分支缝可能延伸一定长度之后又回到了原来的裂缝方位,最终形成复杂的网装系统。     

大杨树盆地南部坳陷火山岩储层特征及影响因素分析

大杨树盆地是一个被火山岩覆盖的残留晚中生代盆地,研究区火山岩岩石类型复杂多样,TAS图解可划分出9种岩性,储层研究中归纳为5大类岩石类型。通过电镜扫描、薄片分析等手段结合岩芯观察,对大杨树盆地南部坳陷火山岩储层特征进行研究,并对其影响因素进行分析。该储层主要包括火山熔岩和火山碎屑岩。火山岩储层储集空间主要包括原生气孔、残余气孔、粒间孔、收缩缝等原生孔隙和次生溶孔、构造裂缝等次生孔隙,储层以中低孔—低渗(特低渗)储层为主,储层非均质性强,其中火山角砾岩、安山岩和玄武岩储层物性相对较好,其次是凝灰岩和辉绿岩。火山岩岩性岩相决定了储集空间分布,构造运动对储层储渗条件的改善具有重要作用,这些孔隙与裂缝配合构成了有利油气聚集的储集层。     

牛东区块火山岩油藏压裂改造技术研究与应用

三塘湖油田牛东区块火山岩油藏储层具有岩石成分复杂、基质物性差、天然裂缝发育、温度压力低等特点,给火山岩的压裂改造带来了诸多难题.针对这些难题,以提高火山岩油藏压裂施工成功率、有效率、单井产量为目标,对火山岩油藏压裂改造技术进行了研究攻关,探索出了低伤害低温水基压裂液快速破胶返排技术、火山岩油藏深穿透压裂工艺技术及水平井、筛管方式完井、小井眼井等特殊结构井相配套的压裂改造技术体系,该技术体系应用于牛东区块火山岩油藏,增产效果显著,取得了较好的经济效益,为同类油藏的开发提供了强有力的技术保障.     

页岩气/煤层气压裂井非均质缝网试井反演方法

页岩气/煤层气压裂井缝网反演是开发调整部署、提采方案优选与效果评价的基本依据,但储层天然裂缝发育,压裂缝网形态复杂、非均质性强,现有试井方法难以有效反演。在表征页岩气/煤层气赋存、非线性流动机理、不同尺度非均质缝网的基础上,建立了压裂井多介质渗流数学模型,基于改进格林元方法实现了模型的高效数值求解,获得了页岩气/煤层气压裂井的压力动态响应特征,明确了流动阶段与非均质缝网参数的影响规律,构建了非均质缝网参数的试井反演方法,并结合现场案例进行了应用研究。结果表明：页岩气/煤层气压裂井压力动态响应主要展示出6个流动阶段,考虑储层分区后会出现改造区拟稳态流动阶段;裂缝导流能力主要影响早期双线性与线性流阶段,裂缝长度对边界控制流之前的阶段均有较大影响;相同裂缝长度与压裂段数下,缝网形态的压力动态响应较弱,需要联合地质、压裂、微震监测等资料才能反演缝网非均质性;所提出的试井分析方法综合了缝网建模、动态模拟、特征线/图版拟合等过程,可以实现压裂井非均质缝网反演,为页岩气/煤层气气藏工程研究提供了理论基础与技术支持。     

煤层气井水力压裂“T”型缝延伸模型的建立及应用

与常规储层不同,煤层压裂裂缝形态复杂多样,其中“T”型缝是典型代表之一。为准确模拟“T”型缝延伸,满足实际压裂设计需要,通过建立数学模型、控制流量、单因素分析等方法对煤层复杂缝中的“T”型缝进行了研究,进而得到煤层压裂“T”型缝延伸规律。通过对PKN模型和Penny模型组合提出了“T”型缝的简化模型,并将多层压裂的流量分配思想应用于“T”型缝中的流量控制。通过实例模拟计算了“T”型缝中各部分的尺寸,在此基础上分析了施工时间、排量及压裂液黏度对“T”型缝系统中各部分几何尺寸的影响规律。研究表明,通过优化施工参数可获取理想尺寸的“T”型裂缝。     

巴彦河套盆地片麻岩储层改造工艺研究及应用

巴彦河套片麻岩储层具有埋藏浅、低温、低孔低渗透、天然裂缝发育、孔喉连通性差、非均质性强等特征,储层改造过程中存在加砂困难、缝高失控、压裂液难以破胶等风险,根据上述难点,结合岩石力学分析和非常规储层压裂理论,形成了水力裂缝沟通天然裂缝、多裂缝延伸形成缝网,增渗增产的储层改造工艺技术,同时配套多尺度裂缝支撑、缝高控制及低温破胶技术。该技术在巴彦河套盆地片麻岩裂缝储层的3口井已得到成功应用,压后产油量10.50～27.96m3/d,平均产油量达到19.83m3/d,对巴彦河套盆地片麻岩裂缝储层后期勘探开发具有重要的借鉴意义。     

准噶尔盆地东部深层火成岩钻井提速技术应用

准噶尔盆地东部深层火成岩地层压实程度高、岩石致密,岩性复杂、可钻性差,易发生井斜、井漏和掉块等诸多钻井技术难题。深化成熟技术的应用,在地层岩性、岩屑物理化学性能和岩石力学参数特征基础上,分析该区钻头对火山岩不同岩性破碎机理,通过区域内钻井在火成岩钻头选型实践运用,形成针对岩性的钻头优选序列,提高机械钻速;通过地层裂缝、漏失规律分析,针对不同的漏失采取适应的堵漏措施,降低复杂处理时间,提高钻井效率。     

砂煤岩互层水力裂缝扩展规律的数值模拟研究

砂煤岩互层中都含气的情况下,采取多层联合压裂工艺进行煤层气和致密砂岩气的合采,但是地层垂向上岩石性质差异很大,地应力状态不同,从煤岩层起裂和从砂岩层起裂裂缝的形态可能会有很大的差别。采用有限元方法对砂煤岩互层中的裂缝进行了模拟研究,依据室内试验及现场数据,考虑了分层地应力、岩性差异、地层界面、施工条件的影响。采用全三维的裂缝扩展模型,分别模拟了砂岩层射孔起裂和煤层射孔起裂2种情况。结果表明,从砂岩层起裂的裂缝会在缝高方向上迅速突破煤岩层,在模型范围内,缝高大致是缝长的2倍,达不到压裂深穿透储层的目的。从煤岩层起裂的裂缝缝高方向受到砂岩层的遮挡作用,缝长较长,采取合理的施工参数裂缝可以扩展至砂岩层,推荐采取从煤层起裂的方式。并对煤层为起裂层这一情况下裂缝形态的影响因素进行了探讨,5 MPa左右的最小水平主应力差可以将裂缝限制在煤层中,地应力差为4 MPa时,存在7 m³/min的临界排量,推荐采取不小于7 m³/min的排量施工,低弹性模量、高抗拉强度、高渗透率的砂岩层有效限制了裂缝缝高方向的扩展,高黏度的压裂液有助于裂缝的穿层行为,但影响程度较弱,煤层推荐采取清水压裂液。     

基于ABAQUS的三维水力压裂裂缝扩展规律研究

水力压裂是目前油气田开发中增产增注的关键技术,为研究裂缝起裂和扩张过程中裂缝形态的变化,利用ABAQUS有限元软件,通过嵌入Cohesive单元模拟裂缝扩展位置,系统分析了水平井裂缝扩展影响因素对裂缝几何形态的影响。研究表明,(1)当压裂液黏度由0.01 Pa·s增加到0.11 Pa·s时,缝长减小,缝宽增大,黏度大易形成短宽缝,黏度小则易形成长窄缝;(2)当压裂液排量较低时,难以达到地层破裂条件,排量较大时,地层开始扩展起裂,也容易形成新裂缝,采用变排量压裂,压力平稳式增长,有助于形成复杂裂缝网格;(3)当水平应力差由1 MPa增加到5 MPa时,缝长增大,缝宽和缝高减小,水平应力差增大,岩石破裂所需克服的阻力变小,易于起裂,而在压裂液压入的过程中,压裂液主要流经于裂缝延伸长度上。     

松辽盆地北部徐家围子断陷营城组油气地质特征研究

松辽盆地北部徐家围子断陷徐深气田是重要的火山岩气田,营城组火山岩是徐深气田主要的储集岩,不仅分布范围广、地层厚度大,而且火山岩岩性复杂、种类多,研究表明,营城组火山岩分为火山熔岩和火山碎屑岩两大类,其中火山熔岩主要有玄武岩、安山岩、粗面岩、英安岩、流纹岩、珍珠岩等,火山碎屑岩主要有集块岩、火山角砾岩、凝灰岩、流纹质角砾熔岩、流纹质凝灰熔岩、流纹质熔结火山集块岩、流纹质熔结凝灰岩、流纹质熔结角砾岩等;火山岩原生储集空间主要有气孔、粒间孔、粒内孔、杏仁体内残余孔、收缩缝和层间缝,次生储集空间有粒(砾)内溶孔、基质内溶孔、构造缝、缝合缝、风化缝和溶蚀缝,具有较好的储集性能。     

用地面压裂施工资料求取煤岩岩石力学参数的新方法

提出了应用常规的地面压裂施工压力资料求取煤层岩石力学参数的一种新方法.该方法首先由压裂过程中的地面施工压力计算井底压力，再根据煤岩压裂易形成短宽缝的特点，利用改进的KGD模型，结合受压力控制的煤岩压裂滤失模型，确定了与裂缝扩展延伸相应的缝中压力计算公式.     

火山岩储层识别描述技术探讨——以松南长岭断陷腰英台地区为例

松南盆地长岭断陷营城组广泛发育火山岩,形成了爆发相和喷溢相叠合的有利相带,发育了空隙和裂缝双重介质的火山岩储集体,是该区的主要储集层。本文针对火山岩这一特殊岩性体埋藏深、岩性复杂、成层性差、平面分布规律复杂等特点,利用地球物理资料,从火山机构物理模型出发,综合应用多学科多技术手段对火山岩储层发育进行预测和描述。并以松南长岭断陷腰英台地区的火山岩为例,主要从火山口、火山岩体识别入手,利用沿层地震属性技术以及波形分类技术,从宏观上定性预测储层的分布,利用多井测井约束反演对储层展布特征进行定量预测,最终达到识别和预测火山岩储层,建立更准确的火山岩储层地质模型,从而达到指导油气勘探部署的目的。     

滇东地区页岩气调查云宣地1井钻探施工难点及对策

云宣地1井是滇东地区一口小口径页岩气调查井,该井主要钻遇了寒武系、泥盆系、石炭系及二叠系地层。钻探施工过程中遇到了恶性漏失、裂缝性漏失、岩石挤压破碎及井内掉块等井下复杂情况。通过钻头优选、钻井液优化、多种堵漏措施相结合、顶漏钻进及侧钻施工技术等针对性措施,解决了大套灰岩地层因大型溶洞或纵向裂隙发育而引起的恶性漏失、井内掉块等问题,避免了钻井液密度过大而导致井壁失稳的井下复杂情况的发生,提高了机械钻速,保证该井顺利完钻。该钻探施工经验可为后期滇东地区复杂灰岩地层钻探施工提供借鉴。     

高压通水隧道混凝土裂缝及围岩固结止水处理

在高水头压力作用下，承受高压的通水隧道混凝土裂缝、施工缝及周边围岩裂隙张开，产生漏水，导致库水流失，影响发电效果。采用ＥＡＡ 环氧补强材料进行化学注浆处理，在工期紧迫，条件复杂的情况下，配以相宜的施工工法，成功解决这一难题，为在特殊条件下承受的高压混凝土裂缝、施工缝、围岩裂隙的加固止水取得经验。     

太原西山古交区块煤层气井水力压裂效果评价

为评价古交区块煤层气现有开发方案中水力压裂施工的效果,通过以下2种方式获取压裂主裂缝形态参数:对11个层位的压裂进行微地震同步监测,得到裂缝方位、缝长和缝高的监测数据。在区域应力场的作用下,裂缝方位多与主控构造有很好的相关性,局部复杂地应力场条件下,裂缝方位变化较大,单翼缝长平均为64 m。利用煤矿回采到煤层气井之时,井下实地观测支撑剂分布形态,测得到XS-10井主裂缝方位为87°,与井下实测节理走向接近,具有有效支撑的东半翼缝长为24.35 m。现有的开发方案中,有效裂缝和井间距不匹配,裂缝穿透比过小,影响单井产量和采收率。裂缝方位和构造走向有很好的相关性,煤层气开发时要充分考虑地应力场和构造形态,优化布井方式和压裂施工参数。     

深层潜山裂缝性气藏压裂改造技术

通过对深层裂缝性潜山气层构造特征和储层特征研究,针对这种储层特点提出了具体的压裂改造措施和压裂设计优化。主要压裂技术措施是CO2段塞增能、变粘度压裂液、降滤措施优选、快速放喷、缝高控制等。压裂设计优化主要包括压裂液体系和支撑剂优选、裂缝导流能力、施工规模、前置液量、施工砂比和施工排量。经现场实施,取得了良好的压裂效果。     

预制空心楼板灌缝处的裂缝防治

从预制空心楼板灌缝部位裂缝产生的原因及在施工过程中存在的问题等方面分析了灌缝混凝土的裂缝是如何出现的并提出了具体的防治措施。     

利用压裂施工数据反演煤层岩石力学参数

应用常规的地面压裂施工压力资料,初步探讨了求取煤层岩石力学参数的新方法.该方法首先是由地面施工压力计算井底压力,为简单起见,根据煤岩压裂易形成短宽缝的特点,选取KGD模型,确定相应的许算公式.其实质就是利用裂缝宽度既与杨氏模量相关,又与裂缝净压力相关的特点,建立不同时间的井口压力与杨氏模量间的对应关系曲线.     

预制空心楼板板缝开裂原因及预防方法

分析了在住宅楼施工过程中，楼板的板缝出现不同程度的裂缝的原因，提出了两种避免楼板板缝开裂的施工方法，并介绍了裂缝出现后的处理方法。     

煤系“三气”共采产层组压裂裂缝扩展物模试验研究

硬脆性砂岩、页岩储层与塑性的煤层组合开发时,层间应力差、岩性差异、界面性质等因素会对水力裂缝扩展产生较大影响,复合储层人工裂缝扩展规律存在认识不清的难点,给储层改造方案的合理设计带来了难度。基于此,选取鄂尔多斯盆地东缘临兴地区天然露头岩石进行不同岩性组合,开展室内大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验,研究不同地应力差、弹性模量差异、煤岩割理等参数对水力裂缝起裂及扩展的影响。结果表明:水力裂缝起裂方向受地应力条件及近井筒天然弱面共同控制;当应力差在4~6 MPa时,既能保证裂缝穿透界面,又能保证高效沟通煤岩中天然弱面形成网络裂缝;层间弹性模量差异越大,缝内流体压力越高,穿透界面时释放的压力脉冲有助于激活煤岩中的微裂缝形成复杂的裂缝网络。水力裂缝在煤岩中的扩展路径受割理影响较大,易发生转向或者分叉扩展;水力裂缝穿透界面时压裂曲线存在明显的2次憋压,沟通煤岩割理过程中压裂曲线上下波动明显。研究复合储层水力裂缝起裂及扩展规律可为油田现场预测裂缝形态以及优化泵注程序提供参考。