页岩气压裂用石英砂替代陶粒导流实验研究

四川盆地页岩气已进入规模开发阶段,然而单井开发成本高,压裂施工难度大严重制约着页岩气开发的进度及效果。目前主要采用陶粒作为压裂支撑剂,用量大、价格高,而对陶粒替代品的寻找及论证则较少探索。为此,从寻找压裂支撑剂入手,通过对国内不同地区可能成为陶粒替代品的石英砂支撑剂进行筛选,利用API支撑裂缝导流仪进行实验研究。结果表明,石英砂具有较好的性价比、满足生产需要的导流能力、且施工难度明显降低、有利于增加页岩储层的体积改造,满足页岩气降本增效、规模开发的客观需要。     

致密砂岩储层岩石定向实验技术研究

致密砂岩储层在钻探过程中获取的地下岩石一般都是非定向岩样,而通过这些非定向岩心研究储层水平主地应力方向是石油勘探开发重要的基础工作之一.致密储层地应力状态、地层岩石的力学性质决定着水力裂缝的起裂形态、延伸方向、高度和宽度,而水力裂缝的几何形态是影响压裂措施增产效果的主要因素之一.文章开展岩心定向综合实验测量方法研究,利用黏滞剩磁法、波速各向异性法,形成了一套致密砂岩非定向岩心室内实验综合测量及解释技术,通过水力压裂微地震地面监测,证实了室内岩心定向技术的可靠性.     

爆炸压裂下围压对井壁破碎效果的影响

针对爆炸压裂容易在井壁周围造成粉碎区、形成致密压实带的问题,进行了室内爆炸压裂模拟试验.试验结果表明,向试样施加围压后,爆炸压裂效果明显不同于常压下的爆炸压裂效果.试样在常压下进行爆炸压裂后,炮眼直径变大,炮眼周围区域粉碎效果明显;向试样施加一定围压后再进行爆炸压裂试验,粉碎区域消失,试样表面宏观裂缝数量增加,产生的裂缝较短,造缝效果明显好于常压下的爆炸压裂效果.以此为基础,重点考虑了围压对爆炸压裂效果的影响,分析了爆炸压裂时井筒周围岩石的受力情况,并根据分析结果推导了既能保证井壁稳定又能使井眼周围地层形成裂缝的边界条件,并通过室内试验对其准确性进行了验证.     

压裂后焖井期间页岩吸水起裂扩展研究——以四川盆地长宁区块龙马溪组某平台井为例

为了确定页岩气井压后的焖井时间,需要预测关井期间储层条件下页岩自吸压裂液对裂缝起裂扩展的影响。为此,基于裂缝闭合判断准则,针对四川盆地长宁区块三轴地应力测试结果,判定裂缝的闭合状态,然后基于张开裂缝的拉伸和剪切起裂准则,计算拉伸破坏和剪切破坏情况下的最大周向应力和最大有效剪切应力,并结合三轴及单轴岩石抗压力学实验和单轴巴西劈裂抗拉强度实验结果,获得裂缝起裂阈值压力,进而探讨了该区块下志留统龙马溪组页岩气井的合理焖井时间。研究结果表明:(1)该区块龙马溪组页岩气井压裂后,在焖井期间储层中的微裂缝总是保持开启的;(2)储层条件下裂缝所处的应力状态十分复杂,即使是张开裂缝,也有可能发生剪切破坏;(3)当裂缝倾角为0°时,裂缝尖端获得最大周向应力值,对应裂缝起裂角为0°,即裂缝会沿着最大水平主应力方向起裂延伸,当缝内流体压力低于70 MPa后,裂缝不会再产生拉伸起裂;(4)当裂缝倾角为0°时,对应最大有效剪切应力,此时裂缝起裂角为55°,当缝内流体压力低于60 MPa后,裂缝不再产生剪切起裂;(5)若要充分发挥页岩气井压裂后焖井期间压裂液的改造作用,该区块龙马溪组气井压裂后的合理焖井时间为5～10天。     

川中大安寨段页岩油储层基质孔隙压裂液渗吸 驱油侵入深度研究

四川盆地中部侏罗系湖相页岩油勘探开发不断取得突破，但页岩油井产量尚难以满足商业化开发要求。页岩油井压裂后普遍采取焖井措施，以期利用压裂液渗吸驱替置换地层原油，然而关于焖井期间压裂液向页岩基质孔隙的渗吸作用范围及关键影响因素尚不明确。为此，建立了考虑压裂液残渣堵塞、水力正压差、毛管力和渗透压力的页岩基质流体渗吸侵入深度模型，采用岩心核磁分层T2谱监测数据验证该模型，计算平均误差为14.17%。实例分析表明，焖井时间90 d 内，压裂液向基质孔隙的渗吸作用范围整体不超过0.72 m，表面润湿改性（疏水转为亲水）对提高压裂液渗吸作用范围效果显著，而油水界面张力的影响相对较弱，根据焖井时间与渗吸侵入深度关系曲线推荐的最佳焖井时间约为40～50 d。     

川中地区大安寨段页岩油储层可压性评价实验

川中大安寨段页岩油储层主要发育在大二亚段，资源基础丰富，勘探开发潜力大，但工程地质特征及可压性评价手段不明确。为建立可压性评价方法、优化储层改造对策及工艺技术，开展了一系列储层工程地质特征实验，结果表明：川中大安寨以页岩和灰岩互层为主，有机碳含量相对较低，脆性矿物含量大于50%,孔隙度平均为5.9%,孔隙主要集中在0.001～0.1μm范围，发育有微米级孔隙；矿物组分以石英、白云石和方解石为主，平均黏土矿物含量41%,平均岩石力学脆性指数为58.5%;储层天然裂缝发育程度不高，灰岩段破裂压力与页岩段差值9～10 MPa,不利于裂缝在纵向上扩展。文章建立了页岩油储层可压性模型，基于页岩油储层可压性及岩性特征，提出了通过提高缝内净压力以实现层间突破、采取密切割压裂+暂堵转向的组合储层改造工艺来提高裂缝复杂程度的技术对策。通过现场试验，川中地区大安寨段页岩油储层改造效果从最初的油花微气到日产油2 m³/d,现场应用效果不断突破。