CO_2-水-岩作用对致密砂岩性质与裂缝扩展的影响

基于CO_2水溶液浸泡致密砂岩实验和室内压裂模拟实验,研究了CO_2-水-岩作用对致密砂岩性质和裂缝扩展的影响,并通过CO_2水溶液浸泡试样裸眼段考察CO_2在压裂过程中的化学作用。研究结果表明:CO_2水溶液浸泡后,方解石和白云石含量显著降低,钾长石和斜长石被溶蚀生成高岭石;石英和黏土矿物含量升高,但伊利石和绿泥石含量降低;溶蚀孔隙数量增多,孔径变大,孔隙度和渗透率增大;抗张强度降低,且平行层理降低幅度大于垂直层理;相比于滑溜水压裂,超临界CO_2压裂的破裂压力降低14.98%,形成的水力裂缝数量增多,裂缝形态更复杂;CO_2水溶液浸泡裸眼段后,超临界CO_2压裂的破裂压力相比于未浸泡情况降低21.61%,且水力裂缝多点起裂,裂缝复杂程度进一步提高。实验证明CO_2的物理和化学特性能有效提高CO_2压裂裂缝的复杂性。     

一种多段压裂水平井改造体积的计算方法

致密油气藏勘探开发已在全球范围内迅猛增长,水平井分段压裂技术使得此类非常规资源具有了工业开采价值。压裂改造体积是评价压裂施工效果、预测压后单井产能及采收率的重要指标。目前压裂改造体积往往依靠微地震成像的粗略计算或者通过建立压裂模型拟合现场压裂施工数据的方法来获得。针对多段压裂水平井,提出了一种改造体积计算方法。该方法基于不稳定试井理论,在建立的压后生产模型中考虑了次生裂缝的影响因素,利用压后不稳定生产数据进行改造孔隙体积计算。通过对苏里格致密气田一口多段压裂水平井的实例分析,验证了该方法运算过程简便快速、计算结果有效。     

基于压力脉冲法的储层基质压裂液伤害评价

低渗透油气藏储层基质致密,发育微纳米孔喉,毛管压力作用明显,在压裂过程中由于压裂液返排不彻底而受到伤害,导致油气藏产能降低。目前大量的研究集中于压裂液对储层裂缝的伤害,忽略了对基质的伤害。基于压力脉冲法测定原理,建立基质渗透率测定模型,并根据模型研发了压力传导仪,系统地研究压裂液对塔里木油田克深地区致密砂岩、四川盆地鲁家坪组以及须家河组页岩储层基质的伤害规律。与常规岩心流动伤害评价方法相比,压力脉冲法不需计量岩心出口端流量,而是以记录流体通过岩心时下游压力随时间的变化来评价岩心渗透性和损害程度,从而解决了低渗透岩心渗透率过低而引起的实验误差大、流量监测时间长等常规评价问题。     

通过改变近井地应力场实现页岩储层缝网压裂

体积压裂是对非常规储层进行高效改造的最主要手段之一,目前国内外对于体积改造技术的关注多集中在对水平井分段多簇压裂的优化方面。在深入分析诱导应力的计算方法及其对处理区域动态应力场形成所起到的决定性作用基础上,提出了通过控制诱导应力实现垂直于井筒方向缝网形成的方法。在压裂中,依靠原始地应力资料有目的地设计第1次压裂,产生需要的诱导应力,从而在第2次压裂中形成网状裂缝,这种通过改变近井地应力来实现缝网的方法在实际应用中取得了较好的效果。依据不同类型页岩储层特点进行优化设计和配套工艺改进,对非常规储层的体积改造具有重要意义。     

储层岩石孔隙结构的分形研究

储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征，孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度和非均质性。应用分形几何的原理，对低渗透储层岩石的孔隙结构进行了研究。建立了毛管压力和孔隙大小概率密度分布的分形几何模型。并根据毛管压力曲线资料计算了孔隙结构的分形维数和孔径大小概率密度分布。计算结果表明，用该方法研究孔隙结构不仅简单易行，而且精度很高。     

射孔对破裂压力及裂缝形态影响数值模拟研究

针对射孔对水力压裂过程中的破裂压力以及裂缝形态的问题,通过建立不同射孔方位和不同远场主应力条件下裂缝扩展模型,将位移不连续方法(DDM)应用于水力压裂过程中的力学分析研究,同时在裂缝扩展准则上运用修正了的G准则-F准则并进行裂缝扩展规律研究.根据不同射孔方位和不同远场主应力条件下裂缝扩展的模拟计算,在地应力大小和方位确定的情况下,破裂压力随着射孔方位的增大而升高,并且随着方位角的增大,裂缝形态会发生转向,而且裂缝壁面粗糙,会增大压裂液摩阻.对于实际的射孔参数优化设计和压裂施工具有参考意义.     

致密砂岩气层伤害特点分析

亲水致密砂岩气藏在一定的地质条件下，可能存在亚束缚水饱和度现象。这种具有自吸捕集水的能力将成为致密砂岩气藏的主要伤害因素。在完井、改造及作业过程中应加以防范。     

超深井泵深影响因素的神经网络分析模型

以塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层为代表的西部油藏具有超深、高温、高压、缝洞发育等复杂的地质特征，伴随地质储量的不断扩大和动用，深井、超深井数量正迅速增长，因地层能量递减快、补充能量困难导致泵挂深度不断增大的问题日益突出。应用神经网络理论建立了有杆泵泵深影响因素分析模型，可得到不同影响因素的权重排序，从而确定出关键因素。塔河油田的应用实例表明，该模型所得到的预测结果具有较高精度，可有针对性地指导举升工艺设计，最大限度地提高下泵深度，以保证超深低能油井的正常生产。     

天然气对清洁压裂液的破胶实验

黏弹性表面活性剂(VES）清洁压裂液由于低伤害等特点已广泛应用于压裂与防砂等作业。原油和地层水对VES破胶机理与实验研究已相当充分，但天然气对VES的破胶作用至今无公开的实验数据，影响了清洁压裂液在气井改造中的推广应用。为此设计了一套实验流程，通过流变仪测量VES内充入天然气后的黏度变化，评价了天然气和套管伴生气对３种VES压裂液的影响。实验证明，不同类型的VES被天然气降黏幅度存在较大差别，降黏幅度随天然气的压力升高而提高，随天然气中Ｃ₂以上成分含量的提高而增高。实验评价的阳离子型和两性离子型的VES可在低压下大幅度被天然气降黏，而阴离子型降黏需要较高压力。二氧化碳对降黏阴离子型的VES有一定影响，而对阳离子型和两性离子型的VES没有影响。被天然气降黏后的VES经过真空脱气后，黏度不能恢复，说明真空条件不能破坏天然气与VES的胶束结构，经天然气破胶的VES重复利用还存在技术困难。     

从闷井压力反演页岩油水平井压裂裂缝参数和地层压力

页岩油压裂水平井投产前普遍先闷井,为快速评价体积压裂效果,提出基于页岩油藏闷井压力数据的压后评估方法。通过闷井数值模拟,表征压裂水平井缝网改造区域的压力扩散与流体运移规律,并建立闭合后线性流计算模型和裂缝储集控制数学模型,形成反演裂缝参数与地层压力的计算方法。结果表明,压裂停泵后改造区域依次经历井筒末段裂缝控制、全井段裂缝控制以及储集层基质控制下的9个流动阶段,其压降导数在双对数坐标下为不同斜率的多个直线段;应用于吉木萨尔凹陷4口典型页岩油水平井,证明了闷井压力数据能用于裂缝参数和地层压力反演,也验证了提出方法的适用性,可供评价压裂作业效果和优化平台井距借鉴。