页岩气叠后裂缝综合预测技术——以长宁国家级页岩气示范区为例

基于四川盆地长宁国家级页岩示范区的开发实践,认为天然裂缝(简称裂缝)是影响页岩气开发效果的重要因素.研究区前期裂缝预测大多采用单一技术,预测结果与实钻情况符合率不高,给页岩气钻井及压裂改造等带来一定困难.为此,文中提出了一种页岩气叠后裂缝综合预测技术,即:以叠后地震数据为基础,综合应用构造导向滤波、三维体最大正振幅曲率...     

地质—工程—经济一体化页岩气水平井井距优化——以国家级页岩气开发示范区宁209井区为例

为了最大限度地提高资源动用率,通常都采用一次性井网整体部署的方式开发页岩气,而水平井井距设计则是页岩气井网部署的关键。在确定最优井距时,既需要掌握地质特征和钻井压裂工艺,也必须考虑气价、成本等经济因素的影响,目前国内外均没有形成较为可靠的页岩气水平井井距设计方法。为此,首次建立了一种基于地质—工程—经济一体化的页岩气水平井井距分析方法,通过地质建模、数值模拟、现金流分析3种技术手段,使用最终可采储量(EUR)、采收率和内部收益率(IRR)等3项指标对四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区宁209井区的页岩气开发井距进行了综合评价。研究结果表明:①宁209井区在当前的地质、工程、经济条件下,井距大于240 m可以确保页岩气平台开发的内部收益率大于8%;②井距控制在330～380 m时,可以同时兼顾单井EUR、平台采收率和经济效益。结论认为,该研究成果支撑了该井区页岩气开发技术政策的制定,为其实现页岩气规模效益开发奠定了基础。     

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。     

地质工程一体化研究与应用现状

越来越多的油气田勘探开发实践表明,“地质工程一体化是实现复杂油气藏效益勘探开发的必由之路”。总结了地质工程一体化技术的研究和应用现状,剖析了其发展过程、实现思路,列举了国内外典型应用实例,梳理了地质工程一体化攻关方向。分析发现,北美地区以及国内西南油气田、浙江油气田、塔里木油气田、新疆油气田、长庆油田、大港油田、吉林油田等油田区块已开展了地质工程一体化应用实践;BHGE、斯伦贝谢、哈里伯顿等公司也积极与油田合作,提供地质工程一体化服务及软件平台。长宁页岩气示范区通过实施地质工程一体化,日产气量提高127%、钻遇率提高1.8倍、钻井周期缩短53.3%,开发井各生产指标都超过了设计指标。我国地质工程一体化急需攻关方向包括:①形成统一的地质工程一体化思想;②建立健全地质工程一体化运行机制;③强化地质工程一体化考核;④加快页岩气地质工程一体化开发技术突破;⑤加强地质力学在地质工程一体化中的应用;⑥培养地质工程一体化复合型人才。     

提高深层页岩裂缝扩展复杂程度的工艺参数优化

埋深大于3 500 m的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝。为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力差下的真三轴压裂物理模拟实验结果开展了离散元数值模拟分析,其结果与发育单一层理的页岩露头室内压裂物理模拟的裂缝扩展规律相吻合;进而对发育多层理的深层页岩储层开展排量、压裂液黏度、层理强度和压裂液交替注入等影响下的裂缝扩展规律数值模拟。研究结果表明:①高排量注入和提高压裂液黏度能够增强深层页岩储层裂缝深穿透改造能力,当排量达到90 mL/min或压裂液黏度达到60 mPa·s时,水力裂缝可连续穿过4条层理并贯穿整个试样;②在高水平主应力差下,低黏度压裂液倾向于激活水平层理,而高黏度压裂液则倾向于直接穿过层理形成垂直主缝。结论认为:①采用前置高黏度/后置低黏度压裂液交替注入压裂工艺可以最大限度地提高深层页岩储层压裂裂缝复杂程度;②当井筒附近存在薄弱层理时,应及时调整压裂工艺和压裂参数,比如尽可能地增加施工排量、采用瓜胶压裂液等,以使水力裂缝突破近井薄弱层理抑制进而实现深穿透改造。     

川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术

针对川南深层页岩气水平井压裂技术不成熟、关键参数不合理和压裂后单井产量低的问题,在综合分析已压裂井压裂效果的基础上,结合川南深层页岩储层地质工程特点,以提高缝网复杂程度、增大裂缝改造体积、维持裂缝长期导流能力为核心,采用室内试验与数值模拟相结合的方式,优化了压裂工艺和关键参数,形成了以“密切割分段+短簇距布缝、大孔径等孔径射孔、大排量低黏滑溜水加砂、高强度小粒径组合支撑剂、大规模高强度改造”为主的深层页岩气水平井体积压裂关键技术。Z3井应用该技术后,获得了21.3×104 m3/d的产气量,较同区块未用该技术的井提高1倍以上;川南地区多口深层页岩气水平井应用该技术后获得高产,说明该技术有较好的适应性,可推广应用。川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术为3 500～4 500 m页岩气资源的有效动用奠定了基础。      

深层页岩在高水平应力差作用下压裂裂缝形态实验研究

针对高水平地应力差下的深层页岩开展真三轴水力压裂物模实验,分析其裂缝形态和影响因素。实验结果表明:高水平地应力差下水力裂缝沿垂直最小主应力方向起裂并扩展成横切缝,受层理和天然裂缝的影响会发生穿透、沟通或转向行为,深层页岩裂缝形态可以分为4种:单一横切缝、伴随层理开启的多横切缝网,转向缝网和受天然裂缝影响的复杂缝网;水平地应力差的增大会增加水力裂缝的穿透能力;起裂压力越大,裂缝形态越复杂;先注入高黏度压裂液可以形成水平主缝,之后注入低黏度压裂液造分支缝,可以有效提升深层页岩改造体积。该实验结果可以为深层页岩压裂方案设计提供参考。     

好氧颗粒污泥技术处理石化废水的研究进展

石化废水组分复杂、可生化性差、毒性强、危害大,是典型的难生物降解有机工业废水.传统生物工艺由于石化废水中油类、高盐、高COD对微生物的活性抑制作用,很难实现对该废水的高效处理以及达标排放.针对石化废水处理技术的难点,评述了石化废水常规生物处理方法存在的弊端;详述了好氧颗粒污泥(AGS)技术的特点、系统启动期污泥颗粒化的策略,以及该工艺在石化废水处理中发挥的作用和技术优化手段;进一步阐述了好氧颗粒污泥对石化废水中特征污染物的去除效能,并解析了好氧颗粒污泥中的功能微生物群落结构特点.旨在为石化废水的高效处理以及难降解有机污染物的削减提供理论基础和技术参考.     

四川盆地泸州区块深层页岩气地质力学研究及应用

四川盆地泸州区块志留系龙马溪组深层页岩气藏(3500～5000m)是中国页岩气开发的重要接替领域,储层岩石力学特性及地应力的变化导致开发过程中存在钻井周期长、单井产量差异大等难题。开展地质力学研究有助于深化对区块内地应力场的认识,为页岩气水平井的井位、钻井工程及压裂设计优化提供依据。基于声波测井、诊断性压裂注入测试(DFIT)、成像测井和实验室应力测量数据,利用Petrel软件构建了高精度地质力学模型,明确了区块储层地质力学特征,并探讨了地质力学成果在工程方面的应用。研究结果表明,泸州区块内随着沉积深度变大,杨氏模量逐渐增大,泊松比逐渐减小。龙马溪组储层为异常高压,孔隙压力梯度范围为16.7～21.7kPa/m。泸州区块应力机制以走滑型为主,上覆岩层压力梯度为25.5kPa/m,最小水平主应力梯度范围为18.8～24.5kPa/m,最大水平主应力与最小水平主应力之比的平均值为1.165,储层水平主应力随着杨氏模量和孔隙压力的增大而增大。利用地质力学研究成果,对井位设计、钻井工程中的钻井液密度优化、压裂设计中的分段分簇和施工参数优化进行了指导,Y65-X井实钻钻井液密度优化至1.85g/...     

川南地区百亿立方米页岩气产能建设地质工程一体化关键技术

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源丰富,但地质、工程条件复杂,页岩气规模效益开发面临着严峻的挑战。为了解决川南地区页岩气"部署设计难度大、优质储层钻遇率提高难度大、复杂缝网形成难度大、单井产量和单井估算最终采收量(EUR)提高难度大"等问题,通过系统梳理和总结10余年的页岩气勘探开发成果,形成了适用于该区的页岩气地质工程一体化高产井培育方法,并开展了现场试验和推广应用。研究结果表明:①所形成的三维地质建模、三维地质力学建模、复杂缝网模拟和产能数值模拟等4项关键技术,为该区页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施、实时调整提供了重要的决策依据和指导,有效提高了页岩气单井产量和EUR;②实施地质工程一体化高产井培育方法,可以大幅度提高长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气单井产量,其中长宁区块井均测试日产量由10.9×10~4 m~3提高到26.3×10~4 m~3、最高测试日产量达到62×10~4 m~3,威远区块井均测试日产量由11.6×10~4m~3提高到23.9×10~4 m~3、最高测试日产量达到71×10~4 m~3;③推广应用地质工程一体化高产井培育方法,可以实现高产井的"复制",培育了一批EUR超过1.5×10~8 m~3、部分超过2×10~8 m~3的高产井,其中泸州区块4口深层页岩气井,井均EUR达1.98×10~8 m~3。结论认为,所形成的地质工程一体化页岩气高产井培育方法,是破解页岩气规模效益开发难题的有效措施,可以为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。