电位法裂缝监测技术在浅层火山岩油藏水力压裂中的应用

以电位法裂缝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、液体效率等数据，为该类油藏压裂优化设计，措施方案优选，注采单元的整体治理及提高采收率提供了参考依据。     

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...     

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。     

天然裂缝对煤岩体水力裂缝扩展影响研究

为了研究煤岩体中天然裂缝的存在对水力压裂裂缝延伸及形态的影响,以人工预制裂缝相似材料试件为研究对象,采用室内模拟实验设备,通过注入定排量压裂液,在分析压裂曲线的基础上,研究了天然裂缝对水力裂缝起裂及裂缝形态的影响特征。研究表明,天然裂缝的存在降低了煤岩体的起裂压力,水力裂缝形态呈现3种情况:水力裂缝沿着天然裂缝面延伸;水力裂缝遇到天然裂缝后停止延伸;水力裂缝绕过天然裂缝接着延伸。本研究对煤层气(瓦斯)抽采影响范围的确定及产量预测具有一定的理论指导意义。     

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.     

煤层气井水力压裂效果评价与消突时间预测研究

为了评价和预测高瓦斯矿区煤层气预抽工程水力压裂致裂与消突效果,以屯留井田煤层气井为例,采用微地震监测技术与基于滤失效应下的水力压裂预测模型,对煤层气井水力压裂产生的裂缝形态和几何尺寸进行了预测评价。结果显示:研究区水力压裂产生的裂缝形态以KGD型垂直缝为主,主裂缝沿着裂隙主发育方向进行扩展;水力压裂控制范围近似椭圆形,基本符合设计要求;消突预抽时间与日均抽采量之间呈指数负增长关系,据此,建立了单井压裂区消突时间预测模型,为企业合理安排预抽计划以及煤矿安全高效生产提供了保障。     

鄂西渝东东岳庙段页岩储层水力裂缝扩展形态与影响因素研究

页岩储层压裂的核心是形成复杂缝网,因此,水力裂缝的起裂、扩展及各工程条件等对压裂缝网的形成都有着重要的影响。对建南气田页岩天然露头展开真三轴物模实验,并对试验结果进行定量分析与表征。分析认为:东岳庙段页岩储层可压性较好,通过水力压裂能形成复杂裂缝系统;东岳庙段页岩储层存在3种裂缝延伸模型,并以模型Ⅲ为最主要的裂缝延伸扩展模型;高角度缝、压裂液粘度和排量是决定压后裂缝形态的主要因素。     

高煤级煤储层水力压裂裂缝扩展模型研究

为了研究煤层气井水力压裂后的裂缝扩展规律,以沁水盆地南部煤层气井为例,基于区内煤储层的物性特征和水力压裂工程实践,根据水力压裂原理,采用数值分析的方法,探讨了研究区的煤层气井水力压裂后的裂缝形态与裂缝展布规律,提出了研究区煤层气井压裂过程中的综合滤失系数计算方法,构建了高煤级煤储层水力压裂的裂缝扩展模型,并进行了验证.研究结果表明:区内煤层气井压裂后形成的裂缝一般扩展到顶底板的泥岩中,且以垂直缝为主,裂缝形态符合KGD模型.区内常规压裂井的裂缝长为47.8～177.0m,平均90.6m.裂缝缝宽为0.013～0.049m,平均0.028m.模型计算结果与实测值、生产实践较为吻合.     

致密砾岩水力裂缝扩展大型矿场实验

砾岩储层由于砾石的存在而具有极强的非均质性,砾岩压裂成缝机理复杂．受限于岩样尺寸和实验条件,室内压裂物理模拟受砾石尺寸效应影响显著,裂缝扩展时间尺度小．为真实记录裂缝动态扩展过程,反映现场实际工况条件下的压后裂缝宏观整体形态,搭建一套超大尺寸(2.0 m×2.0 m×1.0 m)真三轴水力压裂矿场实验平台,通过万吨级应力加载装置、真实管汇和压裂泵车,实现现场真实工况条件下的砾岩水力压裂模拟．基于该平台,分析了水平应力差、压裂液黏度和单孔进液速率对砾岩压裂裂缝动态扩展过程和压后裂缝宏观整体形态的影响规律．实验结果表明,砾岩压裂趋于在井筒处形成“纵向缝+横切缝”的复杂多裂缝形态,远离井筒后,横切主缝扩展优势逐步显现,局部遇砾形成分支缝;12 MPa高水平应力差条件下,压后近井区域形成多缝竞争扩展的复杂裂缝带,横切主缝向远端延伸优势减弱;压裂液黏度低于50 mPa·s时,压后横切主缝扩展优势显著,当压裂液黏度高于50 mPa·s时,近井区域形成复杂多裂缝形态;单孔进液速率超过0.3 m³/min后,井筒处趋于形成多条纵向缝,易导致段间压窜．研究成果有助于深化认识砾岩储层...     

涪陵页岩气田压裂配套工艺现状及思考

涪陵页岩气开发潜力巨大,压裂是页岩气提高单井产量、改善开发效果和提高采收率的重要途径之一。总结分段压裂改造、压裂液体系、泵送桥塞与射孔联作技术等技术,认为长水平井分段压裂、重复压裂、同步压裂、裂缝监测技术以及"井工厂"压裂模式是当前页岩气压裂施工工艺的主体,清水压裂液和复合压裂液是应用最广泛的压裂液体系。要进一步提高压裂施工的经济和社会效益,必须提高改善页岩气渗流条件的程度,降低页岩气压裂对环境的影响。     

页岩储层压裂缝网形成条件分析及波及体积计算

在分析页岩压裂缝网形成条件的基础上,基于线网模型计算了页岩气藏缝网压裂波及体积的大小,分析施工排量、压裂液黏度、裂缝密度及地层水平主应力差对缝网形成大小的影响。结果表明,施工排量越大、裂缝密度越大、压裂液黏度越低及地层水平应力差越小时,缝网形成的结构越复杂,储层与裂缝接触面积越大。     

基于均匀化方法的砂砾岩储层水力裂缝三维延伸模拟研究

由于砾石的存在,与储层基质间存在多尺度差异,砂砾岩储层水力压裂裂缝扩展形态不明确,储层改造效果差,水力裂缝扩展的数值模拟有利于提高砂砾岩储层压裂成功率。将储层表征为“基质-交界面-砾石”复合模态,利用随机分布函数及Monte-Carlo抽样方法,完成砂砾岩储层数学表征。利用均匀化理论,得到砂砾岩储层宏观等效弹性张量,有效降低多尺度导致的计算量弊端。以Palmer拟三维水力裂缝扩展模型为基础,完成砂砾岩储层水力压裂裂缝三维扩展数值模拟研究。分析表明:地层应力差、施工排量与压裂液黏度均影响裂缝三维扩展;随着应力差的增大,水力裂缝高度呈现明显下降趋势,且裂缝长度和宽度均随之增加;随着施工排量的增大,水力裂缝高度、裂缝长度和宽度均随之增加;随着压裂液黏度的增大,水力裂缝高度与宽度呈现明显下降趋势,裂缝长度反而随之增加。     

微地震方法监测水力压裂改善措施效果

微地震方法可以很好地监测水力压裂裂缝方向及长度。本文根据监测结果，分析了油田开发井网与裂缝方向的适应性，确定了水力压裂合理造缝长度并对水力压裂工艺方案进行优化，从而改善了压裂措施效果。     

水力压裂施工停泵卸压后裂缝闭合压密数学模型初探

在水力压裂施工完后，随着停泵卸压，已被压开的裂缝又呈闭合趋势。尽管压裂支撑剂力图阻挡着这一事件的发生，但一定的闭合压密总是存在的，这就使得水力压裂效果并不象以往计算方法各尽所能得到的那样乐观。因此，本文试图对水力压裂停泵卸压后，裂缝的闭合压密问题进行一些探讨，从对压裂裂缝中的沉砂状态分析入手，进一步把压裂裂缝闭合压密分为压裂液的继续滤失和砂堆的压实两个发展过程。从而建立起了水力压裂停泵卸压后闭合压密问题的数学模型     

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。     

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.     

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.     

清洁压裂液体系在探井改造中的适应性及优化设计

以清洁压裂液机理为理论基础,分析清洁压裂液与常规压裂液的不同特点,进行探井应用清洁压裂液的压裂潜力分析,并对清洁压裂液的压裂设计思路进行系统分析,提出提高裂缝的导流能力以减少对储层伤害和大规模造长裂缝是清洁压裂液改造油层效果好坏的关键所在,得出探井改造中清洁压裂液适用的储层条件。通过20余井次现场应用,压后效果比常规液体增加3倍,为进一步提高探井的改造提供新的优选目标。     

煤粉源集合体对水力压裂效果的影响

煤粉颗粒在压裂液中发生"造浆"及"聚集"作用是影响煤层气藏水力压裂效果的关键.构造煤粉源集合体对压裂效果影响显著,研究结果表明:原位状态下,煤粉以构造煤粉源和原生裂缝煤粉源集合体两种形式赋存.前者体积在20~30m3之间,呈顺层和断层两种产状,其明显受煤储层小微构造的控制;后者规模很小,主要分布在内生裂隙缝间,其受煤变质程度和煤岩类型影响.煤层气完井期间,井筒附近构造煤坍塌扩径,构造煤粉源卸压膨胀,煤粉颗粒启动难度降低;压裂期间,在压裂液动压、紊流搅动作用下,煤粉颗粒均匀混合在流体中形成浆体;排采期间,回排的压裂液中煤粉含量较高,导致气井近井部位压裂裂缝及炮眼较早地堵塞,气井减产.而原生裂缝内煤粉在压裂液中通过颗粒疏水相互作用发生聚集,在压裂裂缝内形成堵塞,但堵塞程度较轻.稳定压裂液注入排量、减小流速,利用煤储层小微构造解剖技术预测构造煤粉源集合体发育部位能够降低近井部位堵塞的风险,改善水力压裂效果.     

水压裂缝缝内流场的理论研究

水力压裂过程就是地层在受到压裂液作用后裂缝向前延伸扩展的过程。水力压裂过程中，缝内流体的流动特征对裂缝的延伸和形态具有很大的影响。要确定水力压裂过程中的缝宽变化，首先应根据流体力学理论，找出缝内流体压力的分布规律，得出它与裂缝宽度的关系，再根据岩石力学和断裂力学理论，寻求二在裂缝宽度或压力方向的流固耦合，从而科确定出裂缝的几何形态。通过缝内流场的理论研究，推导出了一个新的描述缝内流场的理论模型，为求解全三维裂缝几何形态打下了理论基础。