致密砂岩储层支撑裂缝导流能力的影响因素研究

室内采用API裂缝导流能力测试仪对鄂尔多斯盆地某致密砂岩储层进行支撑裂缝导流能力影响因素评价实验。结果表明,单一粒径陶粒支撑剂在高闭合压力下裂缝导流能力明显下降,而将3种粒径陶粒支撑剂按1∶1∶1进行混合后,在高闭合压力下仍能保持较高的导流能力。支撑剂强度越高、铺砂浓度越大,裂缝导流能力越高。现场压裂液对裂缝导流能力影响较大,当闭合压力为75 MPa时,使用现场压裂液作为实验流体的裂缝导流能力比使用3%KCl溶液时下降60%以上。在纤维A加量小于0.04%时,随着纤维A加量的增大,裂缝导流能力逐渐降低;当纤维A加量大于0.04%时,裂缝导流能力逐渐升高,当纤维A加量为0.06%时,裂缝导流能力最高,再继续增大纤维A加量,裂缝导流能力逐渐下降。因此,在致密砂岩储层水力加砂压裂施工中,选择合适的压裂液和纤维等添加剂,以确保裂缝具有较高的导流能力。     

支撑剂嵌入对致密砂岩储层裂缝导流能力的影响

致密砂岩储层经过水力压裂施工后,支撑剂通常会嵌入裂缝壁面导致有效缝宽减小,进而导致裂缝导流能力的降低,影响压裂施工的效果。以鄂尔多斯盆地某致密砂岩油藏储层段岩样为研究对象,评价了不同类型支撑剂、支撑剂粒径以及铺砂浓度条件下支撑剂嵌入对裂缝缝宽和导流能力的影响,结果表明：在相同的试验条件下,石英砂在致密砂岩板上的嵌入对缝宽和裂缝导流能力的影响要大于陶粒;支撑剂粒径和铺砂浓度越小,有效缝宽越小,支撑剂嵌入导致裂缝导流能力的下降幅度越大。在致密砂岩储层压裂施工过程中,应根据现场实际情况优化压裂施工设计,选择合适的压裂施工参数,尽可能地降低支撑剂嵌入对裂缝导流能力的影响。     

煤岩裂缝导流能力的实验研究及影响因素分析

煤岩裂缝导流能力是进行煤层气产能预测的重要参数。从试验角度分析了闭合压力、支撑剂和煤岩的力学参数、支撑剂粒径、铺砂层数对水平裂缝导流能力的影响。研究结果表明:支撑剂参数对裂缝导流能力影响较大,其中影响最大的是支撑剂的粒径,其次是支撑剂的铺砂层数,最后是支撑剂的弹性模量和泊松比。现场施工时可参考以上顺序进行筛选,以提高裂缝的导流能力。     

压裂防砂支撑剂导流能力研究与分析

本研究使用FCES-100型裂缝导流仪,进行了支撑剂导流能力实验,观察了支撑剂性能、闭合压力、循环应力和铺置浓度对支撑剂导流能力的影响,分析了各因素对导流能力的作用机理,并提出了改善导流能力的方法。本文对压裂防砂中支撑剂的选择、设计优化以及现场施工都有积极的指导意义。     

致密砂岩中浅层低成本压裂支撑剂组合实验研究

由于致密砂岩储层渗透率低,一般未经储层改造,自然产能低,难于达到经济开采的要求。国内目前小于1500m的储层压裂一般都采用石英砂作为支撑剂,大于1500m则采用陶粒,为了进一步降低单井投资成本、提高开发效益,考虑对中浅层储层采用石英砂尾追陶粒的组合方式进行压裂。本文考虑不同闭合压力下的压裂液伤害、支撑剂嵌入等因素的影响,运用长期裂缝导流仪系统,模拟地层闭合压力、温度等环境,对油气田常用的石英砂及陶粒进行了长期导流能力评价,对石英砂尾追陶粒组合的比例进行优化,优化出了适合中浅层油气田的最佳支撑剂组合比例（石英砂：陶粒=70：30）,为国内中浅层储层压裂提高经济效益、降低单井成本提供了参考依据。     

考虑支撑剂破碎的裂缝导流能力计算模型

基于Carman-Kozeny公式建立了考虑支撑剂破碎的裂缝导流能力计算模型,通过实例计算分析了支撑剂破碎率对裂缝导流能力的影响,研究结果表明:随着支撑剂破碎率的增加,裂缝导流能力逐渐降低;支撑剂的直径越大、裂缝闭合压力越高、支撑剂法向刚度越小,随支撑剂破碎率的增加,裂缝的导流能力下降幅度越大。     

疏松砂岩地层组合陶粒岩心嵌入影响实验研究

针对川西高庙子沙溪庙组疏松砂岩储层,开展了支撑剂嵌入对岩心壁面的剥落实验研究以及壁面剥落碎屑对组合支撑剂导流能力的影响实验研究。结果表明,支撑剂的嵌入所造成的裂缝壁面剥落程度随粒径的增大而增大,剥落的岩屑在压裂施工返排过程中存在明显的运移现象,对长期导流能力存在一定的损害。经过实验验证,80%的30/50目陶粒+20%的40/70目混合陶粒在嵌入所造成的裂缝壁面剥落程度方面相对于100%的30/50目陶粒降低39%,12 h长期导流能力相对于80%的30/50目陶粒+20%的岩屑混合物高54%。     

泥岩裂缝油藏支撑剂短期导流的影响因素分析

依据压裂增产措施大庆油田泥岩储层在现场应用的过程中出现的实际问题,实验使用I=CS-842型裂缝导流仪,对不同粒径的同种支撑荆在不同泥质含量情况下的人造岩心复合板的导流能力进行了实验研究。以金属板数据为基础,对比出不同粒径的支撑剂在不同泥质含量的人造岩心复合板的嵌入导流能力。实验结果表明：对相同泥质含量的岩心板,支撑剂越大嵌入数量越小,对导流能力影响也越小。对相同粒径支撑剂,支撑剂在岩心板中的嵌入程度随泥质含量的增加而增加,对导流能力影响也越大,支撑剂破碎率随压力增大而减少。研究结果为压裂设计中支撑荆的优选原则提供依据。     

聚合物微球溶液对裂缝导流能力影响实验研究

利用HXDL-2C型支撑剂裂缝评价系统,研究了不同聚合物微球浓度、驱替速度和闭合压力对支撑裂缝短期导流能力的影响。结果表明,随着聚合物微球溶液浓度的增加,支撑裂缝导流能力缓慢下降,当微球质量分数为0. 2%时,导流能力最低,封堵性最强;随着驱替速度的增加,导流能力明显上升;随着闭合压力的增加,导流能力呈现下降趋势。     

支撑剂嵌入及其对裂缝导流能力影响实验研究

对于地层中的岩石,在压裂过程中的支撑剂嵌入会降低压裂充填后的裂缝宽度,同时嵌入区地层碎屑和支撑剂破碎产生的碎屑也会损害支撑剂充填层的导流能力,因而有必要对支撑剂的嵌入进行研究,并为压裂施工中的支撑剂优选提供依据。为此本文对地层岩心的支撑剂嵌入情况进行了实验研究,并在支撑剂嵌入的基础上,研究了支撑剂嵌入深度对导流能力的影响。实验表明:由于支撑剂的嵌入,会使支撑裂缝宽度有较大程度的减小;其它条件相同时,同一闭合压力下,岩心杨氏模量越大,支撑剂嵌入深度越小;岩心杨氏模量越大,支撑裂缝导流能力越大;其它条件相同时,同一嵌入深度下,各岩心支撑裂缝导流能力比较接近。     

高速通道压裂裂缝导流能力数值模拟研究

为了研究高速通道压裂过程中裂缝的导流能力及其变化规律,运用数值模拟方法建立模型就支撑剂柱直径、缝宽、支撑剂柱弹性模量、储层弹性模量、闭合压力等5因素对裂缝导流能力的影响进行了逐一模拟分析。结果显示,缝宽、支撑剂柱弹性模量和闭合压力对裂缝导流能力的影响程度最大,在压裂设计时应引起更多的关注;支撑剂柱直径和储层弹性模量对裂缝导流能力的影响作用相对较弱。研究成果丰富了当前对高速通道压裂技术的研究。     

煤岩裂缝导流能力影响因素分析

建立了考虑煤岩弹性模量的裂缝导流能力计算模型,并对不同煤岩弹性模量下的裂缝导流能力进行分析,研究结果表明:随着煤岩弹性模量的增加,裂缝导流能力逐渐增加,但增加的幅度逐渐减小;支撑剂直径越大,裂缝闭合压力越高的煤层,煤岩弹性模量对裂缝导流能力的损害程度越大。     

煤系地层致密砂岩压裂技术可行性研究

鄂尔多斯盆地气藏属于低孔、低渗、低压的致密砂岩气藏,在山西组、太原组、本溪组附近地层发育有多段煤、砂互层.在水力压裂过程中,地层裂缝通常在低应力面发生起裂,支撑剂大多进入煤层,较少铺置到致密砂岩层中,难以在致密砂岩层中形成有效的气体渗流通道.为此,在真三轴实验条件下,对大尺寸砂岩-煤岩产层组模型进行水力压裂实验,通过剖切压裂试样描述了在不同起裂位置、不同压裂液黏度、不同排量等条件下的水力裂缝扩展和空间展布规律,同时,结合软件模拟不同储层物性条件下对水力裂缝扩展的影响,系统评价了实现煤系致密砂岩气储层综合改造的条件.     

高强度压裂支撑剂室内评价研究

阐述了石英砂、低密度陶粒与高强度陶粒的物理综合性能评价情况;对导流能力进行了全方面评价：使用裂缝导流评价系统（FCS-842型）对以上三种压裂支撑剂在不同闭合压力下的短期导流能力进行对比,针对高强度陶粒在50M Pa下基本性能对长期导流能力的影响程度及随时间变化的幅度进行实验分析。研究结果对今后深井压裂选择高强度支撑剂和现场应用具有指导意义。     

致密储层压裂液返排技术研究

致密性储层压裂后,支撑剂是否回流,直接影响着压后裂缝导流能力和压后油井的正常生产。在现有返排模型的基础上,建立了适用于致密性储层压后返排裂缝闭合模型。研究结果表明:随着支撑剂直径的增加,返排的临界回流流流速逐渐增加,而且返排的临界回流流流速的增加幅度也越来越大;随支撑剂直径的不断增加,油嘴直径越来越大,而且油嘴直径的增加幅度也越来越大。     

基于OTS-SAM技术的疏水石英砂支撑剂的制备及性能评价

采用十八烷基三氯硅烷(OTS)在石英砂表面形成单分子自组装膜(SAM)的技术制备了支撑剂疏水石英砂DH-1,该支撑剂具有良好的疏水能力,优于常规抑水砂PX-1和空白石英砂。同时,开展了不同支撑剂在去离子水、煤油、某油田采出原油及返排水等介质中的渗透率实验,结果表明,疏水石英砂DH-1对返排水的渗透率显著低于常规抑水砂和空白石英砂,疏水石英砂DH-1对原油的渗透率略低于空白砂。疏水石英砂DH-1在20℃/2 MPa、60℃/8 MPa条件下的NRFF值分别为2. 33和2. 16,抑水性能优良,受储层环境的影响小。支撑剂短期导流能力实验结果表明,在相同闭合压力的条件下,疏水石英砂DH-1在煤油介质中的导流能力最大,疏水石英砂DH-1在煤油中的导流能力优于去离子水介质的导流能力。疏水石英砂DH-1在69 MPa的破碎率仅为24. 2%,单颗粒抗压强度为352 MPa。     

一种新型覆膜砂支撑剂导流能力室内评价研究

覆膜砂在国内主要用于油气井防砂和控制压裂吐砂领域,但对其作为压裂支撑剂的系统评价研究较少。本文应用一种改性环氧树脂和固化剂得到一种新型FM S覆膜砂支撑剂,并对该支撑剂导流能力进行了室内实验评价研究。研究表明:该覆膜砂支撑剂在高闭合压力(大于40M Pa)下的导流能力与空白支撑剂相比得到提高;在低闭合压力下覆膜支撑剂的导流能力一般低于空白支撑剂,导流能力主要受覆膜层厚度、固化剂的性能、固化时间和固化时的闭合压力等因素控制;该支撑剂在地层条件下结成块状,这可防止压裂液反排过程中普通支撑剂出现的吐砂现象,以及因支撑剂破碎后微粒运移造成的导流能力下降等问题。新型覆膜砂的破碎率、浊度、圆度、球度和酸溶度等指标与普通石英砂相比也得到改善。研究结果对覆膜砂的压裂应用具有一定的参考价值。     

多尺度支撑剂组合加砂技术在压裂过程中的应用研究

随着勘探开发井深度的增加及开采难度的加大,压裂裂缝的复杂程度也越来越大,窄裂缝、弯曲裂缝、多裂缝不断涌现,经常导致加砂困难或支撑裂缝质量差等问题。同时在压后返排过程中时常出现支撑剂返吐现象。以上问题严重影响了压裂效果。多尺度支撑剂组合加砂技术是把不同粒径支撑剂的优点结合起来,在裂缝复杂或狭窄的区域加入流动性较好的小粒径支撑剂,在裂缝条件较好的区域添加大粒径支撑剂,提高压裂成功率及支撑裂缝的质量,减少了支撑剂回吐的几率,避免在裂缝口部出现瓶颈现象。本文分别从理论上研究了小粒径加砂、大粒径加砂以及组合支撑剂加砂技术的特点,然后进行了室内试验研究以及产能分析,最终得出了不同粒径支撑剂组合加砂技术的优点及应用方法,为提高压裂成功率及裂缝的质量提供了依据。     

压裂裂缝在气井排采中导流能力的研究

API线性导流仪是研究压裂裂缝在气井排采中导流能力的"利器"。通过研究知道影响压裂裂缝的导流能力的因素不仅仅是支撑剂的种类、强度、闭合压力、铺置浓度等,对其存在影响的因素还有微粒和滞留液。对压裂裂缝导流能力的损害进行评定,通过分析找出一条预防和降低压裂裂缝导流损害的措施,以提高排采能力。     

压裂缝闭合预测模型构建

水力压裂技术作为一种有效的增产措施在非常规油气藏开发过程中应用普遍,而水力压裂后开发过程中压裂缝闭合是影响油气藏生产的主要问题之一。以岩石力学理论为基础,考虑支撑剂变形与支撑剂嵌入岩石两种闭合机理构建了压裂缝闭合预测模型,并应用该模型对支撑剂颗粒的大小、支撑剂弹性模量、裂缝宽度和岩石弹性模量对裂缝闭合的影响效果进行研究。结果表明:在其他前提不变时,支撑剂粒径的变化对裂缝闭合量影响不明显,而支撑剂弹性模量的影响则更明显,其弹性模量越大,裂缝闭合量越小;裂缝宽度越大,裂缝闭合量越大;岩石弹性模量增大,裂缝闭合量减小。