射孔方式对压裂压力及裂缝形态的影响

利用大型真三轴压裂模拟试验系统,通过模拟地层条件,监测压裂过程及其压力情况,观察裂缝的起裂及其延伸形态,进行射孔方式对压裂压力及裂缝形态的影响研究.研究结果表明,在地应力的大小和分布确定的情况下,破裂压力随着射孔角度的增大而升高,随着射孔排数的增加而降低.为有效降低地层破裂压力、提高压裂成功率及效果,射孔方位应选择0°方向,射孔密度在套管强度容许的前提下越大越好;单排射孔形成的裂缝形态较为简单,多排射孔形成的裂缝形态较为复杂,裂缝条数增加且形态各异.     

水平井压裂裂缝形态优选研究

通过分析认为,中高渗油藏和低渗气藏中纵向裂缝有利于产能提高,低渗油藏中多条横向裂缝有利于产能提高。深穿透射孔能减少射孔孔眼应力集中,降低裂缝的复杂程度。低渗储层射孔方案是将生产射孔变为压裂射孔,缩短射孔段长度,避免多裂缝产生,从而提高施工成功率。     

压裂裂缝拟三维延伸的数值模拟

为了使压裂设计更符合实际情况,近年来倾向于使用裂缝三维延伸的数学模型。本文以I D Palmer缝高模型为基础,应用线弹性断裂理论,建立了适合层状分布油气层压裂时裂缝拟三维延伸动态尺寸计算的数学模型,模拟了裂缝三维延伸过程中裂缝尺寸随时间的变化关系。     

裂缝性基岩气藏水力压裂起裂压力与近井形态研究

为了进一步明确裂缝性基岩气藏水力压裂起裂压力和裂缝起裂形态,提出了天然裂缝应力强度因子解析方法,建立了天然裂缝地层起裂压力模型。运用高斯数值积分和二分法求解非线性积分方程,编制计算程序,通过有限元分析对比验证模型的合理性。基于该模型,计算分析了天然裂缝长度、岩石断裂韧性和地应力对起裂压力的影响规律。研究表明:横切天然裂缝越长,起裂压力就越低,纵向天然裂缝起裂压力则随缝长增大而先下降后上升;天然裂缝越长,就越容易发生横切裂缝起裂,且当近井存在较短纵向天然裂缝时,纵向天然裂缝会优先起裂;岩石断裂韧性越小,横切天然裂缝起裂压力就越低,高断裂韧性有利于纵向天然裂缝起裂;纵向裂缝在高应力差时起裂压力高,难以起裂;在高垂向应力条件下,纵向裂缝起裂压力降低,近井容易形成纵向裂缝。     

水力压裂裂缝缝高／缝长诊断研究

水力压裂在低渗油气藏增产措施中占有相当大的比重,而且是提高油气采收率的主要方法。因此对水力压裂研究,尤其是压裂后裂缝诊断研究就尤为必要,它可以验证或修正水力压裂中使用的模型,选择压裂液,确定加砂量,加砂程度以及采用的工艺,进而降低压裂成本和提高油气采收率,达到合理高效开发油气田的目的。本文通过间接的压力恢复试井和生产动态分析法,净压力拟合法以及三维水力压裂模型来诊断水力压裂后裂缝缝高／缝长,为水力压裂提供充分和必要的信息。     

基于高能CT扫描的煤岩水力压裂裂缝扩展研究

水力压裂是提高煤层气产量的关键技术,但由于煤岩力学性质的特殊性,使其裂缝扩展规律十分复杂,掌握水力压裂裂缝的形成机制对煤层气开发有着重要的意义。在开采沁水盆地南部区域的大型天然煤岩时,将真三轴水力压裂装置和高能工业CT扫描成像技术相结合,研究了天然裂缝、割理发育情况和地应力对水力压裂裂缝起裂和扩展特征的影响。结果表明:天然裂缝和割理在井筒周围的发育程度决定了水力压裂裂缝的起裂位置和破裂压力,裂缝在基质处起裂的破裂压力显著高于在天然裂缝和割理处起裂的破裂压力;在低水平应力差条件下水力压裂裂缝易沿着天然裂缝和割理随机扩展,随着水平应力差增大,地应力对水力压裂裂缝扩展的控制作用增强,合理的水平应力差范围为2～6 MPa,在此条件下易形成一条水力压裂裂缝为主、连通多条天然裂缝为辅的复杂裂缝系统。研究结果可为国内煤储层的水力压裂裂缝预测和压裂设计提供一定的理论参考和设计指导。     

油气井压裂裂缝高度分析

按二维线弹性断裂力学理论,分别用解析法及有限元法分析了水力压裂过程中,原地应力、岩层性质和压裂液密度等因素对裂缝扩展的影响,提出了预测裂缝高度的方法和计算程序。     

优化压裂裂缝型态 提高江汉油区压裂增产效果

江汉油区部分油井具有油层渗透率低、油水层之间隔层薄等地质特点。在油层压裂过程中,应用测井资料计算油层附近地层连续的应力剖面参数;用地应力剖面分析,确定压裂施工规模及施工工艺;用GOHFER2000压裂软件调整施工参数,能够优化压裂目的层裂缝几何型态,保证压裂增产效果。     

水力压裂裂缝宽度影响因素分析

在PKN模型的基础上,对水力裂缝宽度方程进行了推导.根据水力裂缝宽度方程对影响水力裂缝宽度的因素进行了分析.分析结果表明,水力裂缝宽度随着施工排量、压裂液效率、流变指数等的增大而增大,随着地层最小水平主应力和杨氏模量的增大而减小,地层泊松比对水力裂缝宽度影响较小.通过对影响水力裂缝宽度的因素进行分析,对优化压裂设计有一定的指导意义.     

井温资料在南阳油田压裂中的应用

井温资料在南阳油田生产中主要用于判断水力压裂裂缝高度、分析水力裂缝形态和压裂施工效果等.在储层含气时,用于判断套管外是否窜槽、射孔井段是否已正确射孔.运用实例分析了其应用方法.     

基于XFEM的水力压裂裂缝扩展形态研究

基于ABAQUS有限元软件建立水力压裂三维实体模型,模拟岩石物性、射孔方位角、地应力、排量等多项参数对水力裂缝扩展形态的影响,应用扩展有限元法对裂缝偏转的主控因素进行灰色关联分析.研究结果表明:泊松比黏度对裂缝偏转的影响较小;杨氏模量、射孔、地应力和排量对裂缝形态有较大影响;地应力对裂缝偏转的影响最大,对射孔和杨氏模量...     

压裂压后裂缝闭合模型及其应用

综合运用流体力学和岩石力学的相关理论以及物质平衡原理,建立压裂压后裂缝闭合模型.通过模型求解分析裂缝闭合过程中井口压力的变化规律,给出裂缝闭合时间和支撑剂沉降距离的计算方法.实例分析和应用表明,低渗透储层人工裂缝自然闭合时间过长,支撑剂沉降距离较大,导致压裂液对地层和裂缝的污染严重,最终影响压裂效果,因此,压裂压后合理选择液体返排时机非常重要.     

防治复杂裂缝的压裂优化设计

水力压裂过程中往往会产生复杂裂缝,为了避免或减轻复杂裂缝的不利影响,需进行系统的优化设计.考虑地层条件、完井方式等因素对产生复杂裂缝的影响,研究和优化压裂液性能及施工参数,提出有效的封堵和降滤措施以防治或削减复杂裂缝.     

砂岩储层裂缝在水力压裂作用下扩展准则及其应用

为研究不同储层裂缝方向以及井网布置下的油田合理注水压力,基于多孔介质力学以及断裂力学理论建立了含共线裂缝岩体储层裂缝的扩展模型,以及注水压力的计算模型。文章结合头台油田扶余储层参数探讨了储层裂缝方位,注采井方位以及裂缝距注水井距离对注水压力的影响规律。研究结果表明：在给定的注采井方位下,当裂缝与最大主应力方向平行时,注水压力最小,随着裂缝与最大主应力夹角的增大,注水压力也逐渐增大,当裂缝与最小主应力方向平行时压力最大;注水压力随注采井方位以及裂缝距注水井距离增大而增大。为避免油井出现暴性水淹以及提高油田采收率,针对扶余储层给出了一个合理的注水压力范围值。本文研究结果与实际工程测井数据较吻合,因此对同类油田开发具有指导意义。     

立体裂缝实时监测技术在油藏水力压裂中的应用

以立体裂缝实时监测技术在克拉玛依油田J230井区石炭系火山岩油藏水力压裂过程中的应用为例,利用监测结果对压裂效果、裂缝产状、转向压裂等进行分析评价,同时结合井口压力监测可获得闭合压力、液体滤失系数、液体效率、裂缝宽度等数据,为该类油藏措施方案的优选,注采单元的整体治理及提高采收率提供了参考依据。     

注液速率对页岩水力压裂起裂的影响规律研究

为了研究近井筒区域内的裂缝起裂行为,采用单轴水力压裂设备开展水力压裂试验。采用不同的注液速率开展压裂试验,结果表明注液速率对近井筒范围内的裂缝起裂时间有显著影响,随注液速率增加,起裂时间减小。注液速率对裂缝起裂压力的影响可以忽略,裂缝起裂与注液总量具有较强的关联性。通过图像对比,分析了裂缝表面的粗糙程度,结果表明沿不同位置起裂的裂缝表面粗糙程度不同,沿层理面起裂的裂缝表面粗糙程度更大。     

煤层顶板分段水力压裂应力及裂缝演化试验研究

煤层顶板分段水力压裂是碎软低渗煤层煤层气高效开发的有效技术,该技术应用的关键在于水力裂缝能否顺利从顶板穿层扩展至煤层并为煤层气运移提供通道.通过对煤岩组合体相似材料进行两段封孔开展了顶板分段水力压裂物理模拟试验.在试件中布置应变砖来监测两段压裂的应力时空演化全过程,获得了水力压裂裂缝附近诱导应力场特征,应用声发射技术监测水力裂缝的动态扩展过程,研究了在诱导应力影响下不同排量、不同顶板岩性、不同煤岩界面强度和不同地应力条件下的裂缝延伸形态.最后针对不同储层条件探讨了工艺参数优化方案.研究结果表明：起裂压力受岩石物理力学性质和应力环境的影响.起裂压力随着垂向地应力、泵注水压、岩体抗拉强度的增大出现上升的趋势.当裂缝扩展方向垂直于压裂钻孔时,第一段压裂产生的诱导应力会增加钻孔方向压应力从而导致第二段压裂起裂困难;当裂缝平行于钻孔方向扩展,第一段压裂裂缝会削弱第二段压裂孔附近岩体强度并降低起裂压力.3个影响因素对水力裂缝穿层扩展的影响机制不同.较大的垂向应力差能引导裂缝垂向扩展;较高的煤岩界面强度使得裂缝能够扩展穿过煤岩界面;提高泵注排量主要是增大了岩体的整体破坏范围,从而增加了裂缝扩展到煤层...