红河油田水平井压裂管柱可下入性分析及其应用

压裂管柱的安全下入是保证压裂作业正常实施的先决条件。根据红河油田水平井压裂工艺特点,通过建立压裂管柱下入过程中的力学模型,对压裂管柱可下入性展开了分析研究:一是进行了压裂工具遇卡位置分析、管柱强度校核以及管柱可下入性的判定;二是计算了管柱下入过程中的受力情况及压裂管柱的轴向应力、径向应力、切向应力、安全系数。该研究结果在HH55P22井上进行了验证,从而为优化水平井压裂管柱设计、压裂工具选型,确保管柱下入过程中的安全性提供了理论依据。     

无缆智能配水器流量测试系统的优化与改进

海上油田智能注水具有注水排量大、施工成本高的特点,智能配水器在现场应用前的性能测试显得尤为重要.设计了地面流量测试实验流程,对无缆智能配水器进行了不同排量下的流量测试实验,实验结果表明,该无缆智能配水器在低注入排量(小于300 m3/d)条件下流量测试性能可靠,在高注入排量(大于300 m3/d)条件下流量测试稳定性差、精度低.进一步建立了无缆智能配水器管道流动模拟仿真模型,对配水器内部流体流动形态进行了仿真模拟,结果表明,流量测试通道结构导致流速分布不均匀是流量测试不稳定的主要原因.在此基础上改进了配水器流量测试结构,并通过仿真模拟和地面实验验证了改进后的流量测试模块的稳定性和精确性.     

水力压裂回接管柱受力分析

在压裂管柱施工过程中,管柱在自重、井眼曲率、温度、内外压差等作用下,其受力和变形状态必然产生很大的变化,若应力或变形过大,将导致管柱破坏等事故。因此,压裂过程中的管柱受力变形已经成为影响压裂施工成败的关键因素之一。通过实例分析回接管柱的受力状态。     

压裂液滤失的二维数值模拟

结合油藏工程和数值模拟技术 ,根据压裂施工过程中滤失的压裂液在地层中二维流动和压裂液为非牛顿型流体的实际 ,建立了非牛顿型压裂液的二维动态滤失模型 ,用数值方法求解 ,并将计算结果与一维模型结果进行对比分析。计算表明 :仅考虑压裂液垂直于裂缝壁面一维流动所计算的滤失速度会偏小 ,并且这种差值会因地层渗透性的增加而加大。二维方法由于考虑了压裂液的非牛顿特性和二维流动 ,其结果也比一维模型更符合现场实际 ,可以减少压裂施工的风险 ,提高压裂设计的可靠性。     

页岩气井井筒流动模拟与携液模型研究

为了明确不同井型页岩气井井筒流动规律和临界携液流量计算方法,采用数值模拟手段,模拟页岩气水平井井筒流动,获得不同井型气井携液机理与积液规律。优选了振荡式冲击携液模型作为页岩气水平井临界携液气量计算模型,并进行模型验证。结论认为,数值模拟结果能够有效反映气井携液过程,振荡式冲击携液模型诊断结果符合实际,可为气井合理配产、管柱优选和排采工艺介入时机提供指导。     

水平井分段酸压管柱技术研究

针对建南气田水平井层段的非均质性差异和破裂压力高的特点,需要采取分段高压酸化压裂措施改造。设计水平井分段高压酸化压裂管柱,通过管柱受力分析,达到优化管柱设计,工艺可行,耐高压,易解封的目的,为水平井分段高压酸化压裂措施施工提供一种有效的管柱工艺技术。     

低渗透压裂井网两相渗流分析

依据低渗透油田压裂开发过程中流体在不同流动区域内的不同流动特征建立了基质渗流区、裂缝控制区及裂缝的三区物理模型.建立了三区耦合理论模型:基质渗流区内依据平面径向非定常渗流规律建立了考虑启动压力梯度的非达西渗流模型;裂缝控制区内依据扰动椭圆建立了基质-裂缝耦合的椭圆渗流模型;裂缝内依据二项式渗流模型建立了高速非线性流动模型,推导出了低渗透油藏不同压裂井网两相渗流数学模型.试验区不同压裂井网开发效果分析表明:菱形反九点井网的开发效果最佳,其次是矩形井网、正反九点井网,正五点井网开发效果最差.     

安棚油田压裂砂堵因素分析及解决方法

安棚油田储层埋藏深,属于典型的高温高压特低孔特低渗裂缝砂岩油气藏.其地质特征决定了压裂施工难度大,压裂砂堵频繁,施工成功率低.经分析,储层因素、工况因素等复杂因素导致形成压裂砂堵,采用"砂团"注入和油溶性降滤失剂综合降滤失等技术可解决压裂砂堵问题.     

考虑页岩气扩散的多级压裂水平井产能模型

由于存在浓度差,在多级压裂水平井中,页岩气由基质孔隙同时向天然裂缝和人工裂缝扩散.基于三孔块状模型,考虑页岩气解吸、扩散、渗流,建立页岩气多级压裂水平井产能模型;应用拉普拉斯变换,获得拉氏空间产量解,结合stehfest数值反演,绘制页岩气典型试井曲线.结果表明,考虑双扩散页岩气的流动过程分为线性流、拟稳定窜流、由基质向天然裂缝扩散、由基质向人工裂缝扩散和边界控制流5个主要流动阶段;拟稳态扩散条件下,压力导数受孔隙体积倍数变化影响敏感;扩散系数越大,气体扩散越早;兰格缪尔参数越大,气体解吸和供气能力越强;压裂级数越多,窜流系数越大,天然裂缝向人工裂缝窜流越早.通过与实际生产数据拟合,验证模型合理性,研究结果对认识页岩气藏压裂水平井产能递减规律、预测产能及优化压裂参数具有参考意义.     

考虑地层污染预测增产倍比的方法

本文根据压裂酸化施工后地层流体作非径向流动的特点,建立了以无因次压力表示的稳定流动数学模型,提出了有限差分求取增产倍比的数值计算方法。该方法全面考虑了钻井完井造成的井底污染、压裂酸化带来的裂缝壁面污染、有限裂缝导流能力等因素的影响,能准确预测压裂酸化井的增产倍比。     

示踪相关流量计组合测井应用探讨

电磁流量计与示踪相关流量计组合仪是电磁流量计、示踪相关流量计及固、液两种释放器的组合,附加井温、压力、磁性定位等参数用于解决注入剖面测井问题.电磁流量计准确测量注入管柱内的流量;示踪相关流量计测量流体进入水咀后流量的分配情况;伽马仪测量同位素吸水剖面,结合井温、压力、磁性定位等环境参数,给出注入剖面综合解释成果.能够进行厚层细分,给油田动态监测部门提供分层注聚井的注入剖面结果.     

临兴区块致密砂岩气水平井连续油管分段压裂工艺

针对临兴区块裸眼水平井分段压裂过程中存在的裂缝起裂位置不确定、管柱携液能力差等问题,提出了套管固井连续油管分段压裂技术,优化了工具参数、水力喷砂射孔参数、压裂施工参数及配套工艺参数.通过水力喷枪、封隔器、接箍定位器等井下工具的组合应用来实现喷砂射孔、封隔分层、连续油管精确定位与环空大排量注入,只需一趟管柱作业即可完成多层射孔、压裂等作业,压裂级数不受限制.     

裂缝三维非对称延伸模型的建立及加砂程序的确定

油气层水力压裂时，所产生的裂缝将在长、宽、高三方向同时延伸。为了提高压裂设计的准确性和施工的成功率，本文建立了水力压裂裂缝三维非对称延伸的数学模型。该模型考虑了注液过程中的井筒温度变化和裂缝中的热交换对裂缝几何形态的影响。在此基础上，根据各段裂缝所需的导流能力，确定了各段裂缝填砂所应具有的面积浓度，以及相应的地面各注入段的砂比。     

大牛地气田双封分层压裂投产管柱研究应用

大牛地气田属低孔、低渗、低压、多层系气藏,部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求,需要采用双封隔器分压二层,压后不动管柱投产合采。针对液压式封隔器组合分层压裂管柱存在的问题,研究出一套适合大牛地气田分压改造后直接合采投产的井内管柱。该管柱采用机械式封隔器组合,提高了压裂管串的可靠程度,特别是开发出了双滑套喷砂器,在压裂施工结束后不用动管柱而通过双滑套喷砂器实现下部气层与上部气层的连通,满足了压后不动管柱直接投产、二层合采的需要。从2005年至2006年7月,应用该管柱在大牛地气田进行了57口井114层的压裂施工,工具应用成功率达97.0%,取得了显著成效。     

煤层气井高破裂压力因素分析及解决措施

以沁水盆地某区块68口压裂施工井中的8口失败井为研究对象,分析18次施工改造成功率仅78%的主要原因是煤储层破裂压力较高。造成破裂压力高的主要原因是射孔不够完善及地层滤失严重、施工过程中砂比使用不恰当以及煤储层自身的低杨氏模量和高泊松比。提出了3种解决措施:压裂施工过程采用大尺寸套管注入;研发适合煤储层压裂的高效压裂液体系,提高液体密度,增加井筒液柱压力;结合生产实际,采用高孔密、螺旋布孔方式使孔眼与裂缝起裂平面夹角最小从而降低破裂压力。此研究为煤层气井压裂提供了技术支持。     

油田开发压裂施工参数的优化

针对油田压裂施工过程中的参数选择，建立了多目标优化模型，并通过模拟退火算法进行了优化，为提高油田压裂施工的效益提供了一个新方法。     

基于实测洪水分析的河道截流流量风险估计方法

水电工程施工截流风险与截流标准拟定关系密切,在分析截流施工特点的基础上,根据截流施工的短期性、时机灵活性等工程特点,建立截流流量风险模型;根据近年截流时段的洪水资料分析截流洪水不确定性特征,应用一阶自回归模型模拟截流时段洪水,建立截流施工洪水过程模型;在截流施工工期不确定性分析的基础上,建立截流工期风险模型.应用蒙特卡罗方法耦合截流流量风险模型、截流工期风险模型和截流施工洪水过程模型,建立基于实测洪水分析的河道截流风险估计模型,分析截流流量与截流风险的关系.为河道截流施工流量风险估计和设计标准选择提供理论参考.     

CO_2驱吸气剖面监测技术研究与应用

CO_2工艺作为一种提高石油采收率的有效方法,注入油层不仅能有效改变地层的渗透性,解除部分油层污染,而且CO_2溶于原油能改变原油的性质。氧活化吸气剖面测井适用于各种不同的注入管柱,既可用于笼统注入又可用于分注管柱,满足不同CO_2注入管柱的监测。密度计算软件的开发可掌握井筒内不同位置CO_2流体密度,通过时间谱处理方法研究可求出准确的渡越时间,质量流量吸气剖面解释方法可实现定量解释。现场测试仪器在井筒内出现了不同程度的遇阻,分析可能原因是水气交替注入以及不定时关井,导致油管内重质成分较多。     

各向异性部分压开垂直裂缝压裂井试井模型研究

通过对部分压开压裂井的不稳定试井模型的研究,可以确定在进行油藏动态分析及数值模拟时所需的参数,利用Newman乘积原理,得到各向异性部分压开垂直裂缝压裂井的压力响应表达式.利用Stefest数值反演对模型进行求解并绘制考虑井筒储集系数和表皮系数的压力和压力导数曲线,并对曲线流动阶段进行了分析.     

大通径压裂封隔器及管柱研究

大通径压裂管柱能明显减少管柱摩阻,降低施工泵压,以及提高压裂作业效能。根据江汉油田的油井生产状况和地层特点研制的大通径压裂封隔器及管柱,能很好地与井下Ф88．9mrn油管（内通径76mrn）相配套,无须球座封。