页岩气支撑剂缝内铺砂形态分析

支撑剂在页岩裂缝中的铺砂形态对裂缝的导流能力和增产效果具有重大影响,裂缝的导流能力越大,水力压裂的效果越好,有效期越长,压裂获得的收益就越大。通过对支撑剂在裂缝内运移沉降进行数值模拟,对影响支撑剂运移沉降的因素进行分析,形象模拟在页岩储层中不同加砂模式下缝内铺砂形态,对后期在页岩气储层中加砂提供技术支撑。     

页岩气支撑剂缝內铺砂形态分析

支撑剂在页岩裂缝中的铺砂形态对裂缝的导流能力和增产效果具有重大影响,裂缝的导流能力越大,水力压裂的效果越好,有效期越长,压裂获得的收益就越大.通过对支撑剂在裂缝内运移沉降进行数值模拟,对影响支撑剂运移沉降的因素进行分析,形象模拟在页岩储层中不同加砂模式下缝内铺砂形态,对后期在页岩气储层中加砂提供技术支撑.     

深层压裂支撑剂选择探讨

低密度陶粒、覆膜陶粒、覆膜石英砂在浅层压裂应用中表现出了优异的性能,在深层油气藏的压裂改造中是否适用,需进行进一步的研究。从支撑剂的抗破碎能力、导流能力、嵌入程度对比分析了低密度陶粒、覆膜砂、覆膜陶粒的性能,结果表明覆膜陶粒在高压条件下抗破碎能力和导流能力较高,且与岩石的嵌入程度较低,说明覆膜陶粒在深层压裂中具有良好的应用前景。     

沁端区块煤层气井压裂支撑剂优选实验研究

根据沁端区块煤储层特点,进行支撑剂优选研究和煤层气井压裂裂缝导流能力实验研究,对比分析了在不同闭合压力下铺砂质量浓度、支撑剂粒径、支撑剂粒径组合、支撑剂嵌入等因素对煤岩层导流能力的影响,优选出了煤层压裂改造用支撑剂体系。研究结果表明,支撑剂充填层导流能力随闭合压力的增加而降低,支撑剂粒径越大其导流能力越高,在压裂施工条件允许情况下应尽量多使用大粒径的支撑剂;沁端区块宜采用20/40目和16/20目兰州石英砂作为压裂用支撑剂,并确定了体积比为4∶1的支撑剂粒径组合方式;加大铺砂质量浓度能够在一定程度上提高裂缝的导流能力,降低支撑剂嵌入对导流能力的影响。     

中低渗油藏防砂增产技术研究

八面河油田面4-面14区属于中低渗透油藏,采用压裂防砂工艺进行增产改造时区块频繁出现压裂后支撑剂返吐、地层出细粉砂的现象.结合该区地质特征,优化防砂技术,收到较好效果:携砂液采用携砂性能强、残渣含量低的胍胶进行配方优化,减少入井液对储层的伤害;支撑剂的选用导流能力较好的FSSⅡ型覆膜砂,提高防砂工艺改造效果;充填体系评...     

纤维在低渗透油藏压裂控砂中的应用试验

为了有效克服江汉油区低渗透、超低渗透致密砂岩油藏压裂返排出砂现象,开展纤维控砂压裂技术研究。该研究通过在加砂后期阶段将纤维与支撑剂混合注入地层的纤维控砂技术先导试验,获得了使支撑剂固定在油藏原来位置而流体则能畅通地流动,有效防止支撑剂在排液过程中、采油初期阶段随流体返出的良好工程效果,并获得压后油井增产稳产的地质效果。基于支撑剂导流影响验证试验成果,推定该技术可应用于页岩气井压裂,助力页岩气绿色生产。     

二次加砂压裂裂缝延伸模型研究

二次加砂压裂工艺处于技术探索阶段,缺少相关理论研究.在考虑二次加砂前,一次加砂已经在缝中沉降并形成一定高度的砂堤,砂堤高度随时间不断变化对缝中流体流动及后续支撑剂沉降产生影响,在此基础上建立了适用于二次加砂压裂的裂缝延伸模型.包括:压裂液在缝中流动的连续性方程、压降方程、裂缝宽度方程及高度方程.其中压降方程是在平板流理论、力学平衡原理的基础上建立起来的,与常规压降方程不同的是该方程考虑了砂堤高度变化对流体流动的影响.数值模拟结果表明二次压裂和常规压裂相比压后增产效果理想,具有推广应用的价值.     

液体支撑剂回流实验研究

支撑剂回流会导致支撑缝长、缝宽和导流能力下降,严重影响压裂效果,同时出砂会腐蚀井下及地面设备。利用DL-2000型酸蚀裂缝导流能力评价试验仪,对缝宽和闭合应力影响因素进行液测支撑剂回流室内实验,得到其与支撑剂回流间的关系。实验结果表明,闭合压力保持不变,缝宽增大,实验体更易出砂,临界出砂流量值降低。缝宽保持不变,随闭合压力升高,充填层更加稳固,临界出砂流量大幅度提高。     

憎水憎油型支撑剂研究

憎水憎油型支撑剂是一种新型的压裂用支撑剂,可通过在含氟聚合物溶液中以适当的工序处理陶粒、石英砂等压裂用支撑剂获得.从分子结构与附着功的角度分析了含氟聚合物溶液处理常规支撑剂使其表面改性的作用原理,介绍了该支撑剂的处理工艺,同时对憎水憎油型支撑剂的化学稳定性、憎水憎油性、导流能力及其对压裂液携砂性能的影响等方面进行了室内实验研究.结果表明,该支撑剂处理工艺简单、稳定性好,将其应用于压裂施工,明显降低了地层流体对水力裂缝堵塞的可能性,从而使裂缝长时间保持高导流能力,达到延长压裂有效期的目的.     

小粒径支撑剂在涪陵页岩压裂中的应用及分析

涪陵页岩储层改造主要采用混合压裂+组合加砂模式。其中,小/中/大粒径支撑剂的综合作用不仅是形成复杂裂缝网络的关键因素,也是不同尺度裂缝系统形成有效支撑的重要保障。在页岩复杂缝网中,一方面可利用小粒径支撑剂好携带、粒径小的优势进入远端尺寸较小的分支缝中进行支撑,以提高整个裂缝系统的导流能力;另一方面利用小粒径支撑剂打磨射孔孔眼和梳理裂缝弯曲程度,减小摩阻,降低压力消耗,提高缝内净压力,利于形成复杂缝网系统。结合地质特征、压裂工艺需求及现场实践情况,对涪陵压裂用小粒径支撑剂适应性进行了分析,认为该类支撑剂具有降低摩阻、封堵微裂缝和支撑分支缝等作用,对于促进页岩储层复杂缝的形成具有重要作用。     

加入纤维影响支撑剂导流能力的实验研究

有多种方法可消除或减少压裂后支撑剂的回流,其中纤维技术最具发展潜力。为了评价纤维的性能,开展了纤维加入对支撑剂导流能力影响的实验研究。结果表明：纤维对支撑剂导流能力的影响存在一个最优纤维加量浓度;纤维对不同粒径的支撑剂影响也不同;纤维的加入须选择合适的时间,否则会影响支撑剂的导流能力;加入纤维后支撑剂在不同铺砂浓度下的...     

页岩气压裂施工现场支撑剂输送效率探析

大排量、高强度加砂对现场支撑剂的储备和支撑剂高效输送到混砂车砂斗提出了要求.通过分析现场支撑剂各输送环节,提出优化破袋器和混砂车砂斗滤网、改进砂罐出砂导管及闸门、配备智能化装置、提升地面输砂效率等改进建议.分析结果表明,页岩气压裂施工现场支撑剂输送更便捷、更安全、更顺畅,在减少人员工作量的同时确保了大规模页岩气压裂施工...     

纤维压裂工艺技术在江汉油田的研究及应用

纤维压裂技术是目前国内外发展的一项新技术,主要通过在携砂液阶段加入纤维伴注,起到防止支撑剂回流、降低对储层的伤害、加快压后返排的作用。在室内,通过纤维性能试验、与支撑剂混合后导流能力影响试验、与江汉压裂液体系的配伍及悬砂性能试验等,确定了纤维压裂在江汉油田的适应性。在现场,37口井的成功应用,表明该技术可以在江汉油田出砂严重区块推广应用。     

压裂用VFM超疏水高分子覆膜砂的制备及其性能研究

通过高分子膜自组装技术制备了VFM超疏水界面砂,研究了VFM高分子膜的表面形态和疏水结构,以及覆膜材料对压裂砂破碎率和单颗粒抗压强度的影响。通过水、煤油、江汉油田S106-1、S106-3、SG106井的原油和返排水在疏水砂柱中和空白砂柱中的渗透率对比试验,可知油井排水在疏水砂柱中的渗透率比原油的渗透率小得多。通过水油阻力比值(NFRR)评价实验研究了VFM超疏水界面砂的油相渗透性和控水性能。室温20℃、围压2 MPa VFM超疏水界面砂的NFRR值可达到5.37。支撑剂的短期导流能力受闭合压力和材料本身的影响最明显。VFM支撑剂导流能力最大,在室温20℃、围压50 MPa导流能力可达120 mm2·cm。     

支撑剂嵌入对裂缝导流能力的影响

采用自行研制的国家发明专利测试仪器,对地层煤板进行了支撑剂嵌入实验研究。考察了在不同支撑剂类型、不同支撑剂粒径、不同铺砂浓度、不同闭合压力下支撑剂嵌入对裂缝导流能力的影响。实验结果表明:随着闭合压力增大,石英砂的导流能力快速降低;铺砂浓度越大,支撑剂充填层抗压能力与抗破碎能力越强,裂缝导流能力越高。     

页岩气藏水平井滑溜水压裂探讨

采用滑溜水压裂可以形成更密布的网状裂缝,对于页岩气的流动,可以提供足够的导流能力,与水平井配套使用,可形成更大的裂缝网络和泄油面积,取得良好的开发效果。滑溜水压裂应该选取高脆性、高有机碳含量、低应力井段进行分簇射孔,施工中,使用大排量、大液量、小粒径支撑剂,低砂比、段塞式注入方式进行压裂。但滑溜水压裂砂比低,支撑剂用量大,携砂液(水)用量巨大,工艺技术有待进一步提高。     

水力压裂用支撑剂破碎率的影响因素分析

水力压裂是提高储层产能的有效措施,而其效果与支撑剂性能相关.破碎率是水力压裂用支撑剂性能评价的重要指标之一.遵循有关测试标准的规定,通过室内实验,分析了支撑剂铺置浓度、铺置方式、闭合应力加载速率、支撑剂湿度和粒径分布等因素对石英砂、陶粒类支撑剂破碎率测试值的影响.实验结果显示,这些因素对支撑剂破碎率测试值都有一定的影响...     

砂泥岩交互储层支撑剂导流能力实验及应用

在砂泥岩互层的压裂施工中,由于压裂层数多且薄,所造缝的缝宽较窄,且由于支撑剂的大量嵌入,导致支撑裂缝导流能力进一步变差.为使裂缝参数与地层参数相匹配,在时不同粒径、铺砂浓度和支撑剂嵌入等复杂条件下的导流能力进行评价的基础上,进行了组合粒径实验研究,结果表明:尽管在闭合压力较小时,20/40目与16/30目组合粒径导流能力均与16/30目支撑剂有较大差距,但随着闭合压力的升高,使用组合粒径(20/40:16/30=3:1)获得的裂缝导流能力已经接近单一粒径(16/30目)的导流能力.现场对Y34-38井优化得到了组合粒径的最佳比例,压裂施工后取得了显著效果.研究成果对胜利油田滩坝砂岩储层的压裂改造有重要的指导意义.     

水力压裂优化设计方法研究

综合根据施工规模预测压裂效果和根据增产要求设计施工规模的两种设计思想体系,将裂缝三维延伸模拟技术应用于压裂施工设计,提出了从地层条件出发、以最佳的压裂效果为目标的水力压裂优化设计方法,通过不断地自动调整各段压裂液体积、地面加砂浓度、支撑剂类型和粒径等施工参数,设计出最优的施工方案,并在此基础上,采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ 语言研制了一套Ｗｉｎｄｏｗｓ 环境下的三维压裂优化设计软件,在现场应用中取得了令人满意的施工效果。     

变黏滑溜水裂缝内携砂运移特征研究

滑溜水在裂缝中的携砂运移规律,对指导滑溜水压裂实践有重要意义。采用可视化平行板裂缝模拟装置,测试了不同注入参数组合的输砂剖面。结果表明,造缝滑溜水+70~140目支撑剂+8%砂比时,滑溜水携砂能力好,裂缝入口端未出现砂堤,支撑剂对裂缝的充填不充分;在低黏滑溜水+40~70目支撑剂+15%砂比和高黏滑溜水+20~40目支撑剂+20%砂比条件下,裂缝填砂量较大,深部裂缝砂堤较高,但裂缝入口处充填差;随着施工排量的增加,几种组合模式均表现出砂堤前缘距入口距离增大,前缘高度减小,平衡高度变化不大的情况。注入组合是影响砂堤形态的重要因素,不同注入参数组合模式对应的砂堤形态和表征参数相差较大,现场需对组合模式进行优化,提高入口处裂缝的导流能力。