考虑温度影响的压后压力降落分析

给出了一种模拟温度和压力动态的数学模型和它们之间的相互干扰以及小型压裂测试中压裂液压缩性的影响。模拟结果表明,小型压裂测试阶段的裂缝温度有显著的变化,比起不可压缩压裂液,可压缩流体的压力更高,下降速度更慢。如果流体是可压缩的,则通过Nolte压力降落分析方法计算的滤失系数偏小。此外研究还表明,采用关井阶段后期压力数据计算的滤失系数误差较小。     

一种考虑温度和压缩性影响的压后压力降落数值模型

可压缩流体压裂测试压力动态分析已经得到很大的发展，模型从二维发展到三维，方法也从解析解发展到数值解，使得压力动态模拟结果更准确，更符合实际情况。文中在前人研究的基础上给出了一考虑温度和压缩性影响的模拟温度和压力动态的二维数值模型。关井前，利用数值解和PKN模型的近似解来计算裂缝几何参数；关井后，采用线弹性理论通过模拟压力计算裂缝宽度。     

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裂缝储层压裂与普通均质储层压裂存在明显的差异，最主要的差别就是流体的滤失。现有的压裂液滤失模型是针对均质储层而建立的，不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算。文章建立了裂缝性储层压裂液滤失计算的数学模型，采用正交变换法给出了模型的精确解，并讨论了其收敛性，对于裂缝性储层压裂设计和压裂压力分析具有重要的意义。实例计算表明，裂缝性储层压裂液滤失速度计算不能采用滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论。     

裂缝性气藏压裂液滤失模型的研究及应用

裂缝性气藏压裂与普通均质储集层压裂最主要的差别在于流体滤夫。建立了计算裂缝性气藏压裂液滤失的数学模型，采用正交变换法给出了模型的精确解，对比分析影响裂缝性气藏压裂液滤失系数的因素。在大量模拟计算的基础上．提出描述裂缝性气藏压裂液滤失速率的新关系式．求得的滤失速率比用经典的压裂液滤失计算模型求得的滤失速率大。图3表1参10     

有限厚度地层中水平缝滤失计算模型研究

压裂液向地层的滤失速度是压裂设计和压后评估分析时确定裂缝几何尺寸最关键的因素之一.现有的水平缝滤失计算模型是针对均质储层而建立的,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算.基于裂缝性储层的流体渗滤理论,建立了有限厚度裂缝性地层中通过水平缝的压裂液滤失模型,采用付氏正交变换原理对模型进行求解,获得了便于实际应用的解析解.应用表明,裂缝性油藏水平缝滤失速度随滤失时间而降低,但等效的综合滤失系数却随滤失时间的增加而增加.采用滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论计算水平缝中受净压力影响的压裂液滤失速度会带来较大误差.论文模型和计算结果对于水平缝的压裂设计具有一定指导意义.     

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随着油气藏压裂技术的发展和应用，压裂后压力递减分析方法受到广泛重视。章针对压裂停泵后的压力测试数据，考虑裂缝中流体压缩性的影响，根据裂缝内的流体质量平衡原理，首次研究了裂缝闭合前、后的压力变化规律，即裂缝闭合前、后的压力测试数据均与时间函数成线性关系，提出了一种新的确定支撑裂缝闭合点的精确化分析方法，并给出了确定裂缝闭合压力、裂缝闭合时间及其它压裂评价参数的计算方法。该方法考虑了支撑剂的影响，既适用于测试压裂又适用于加砂压裂的压后压力资料分析，不仅可以获得压裂液滤失系数、裂缝长度、裂缝宽度、压裂液效率等评价参数，还可以获得传统压降分析方法不能获得的裂缝闭合压力和闭合时间、支撑裂缝闭合压力和闭合时间、支撑裂缝宽度等评价参数。最后，通过计算实例说明了方法的适用性和可靠性。     

水力压裂裂缝三维扩展ABAQUS数值模拟研究

油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程。建立了水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程,引入了二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则,考虑流体在裂缝面横向、纵向流动,采用有限元计算软件ABAQUS中的Soil模块模拟岩石水力压裂的三维复合裂缝起裂与扩展。通过其黏结单元设定裂缝延伸方向,编写用户子程序并嵌入ABAQUS主程序中,以确定初始地应力场、渗流场、随深度变化的孔隙度及随时间变化的滤失系数。从数值模拟结果可以得到水力压裂泵注不同时刻裂缝几何形态、缝内压力分布、岩石变形及其应力分布、孔隙压力分布、压裂液滤失量以及压裂液流体特性、排量、上下隔层应力差、滤失系数等参数对裂缝几何尺寸的影响。     

页岩储层多段压裂后裂缝自然闭合压力递减规律

页岩储层具有低孔隙度、超低渗透率的物性特征,目前通过水平井分段多级压裂对储层进行增产改造是高效开发页岩等非常规储层的关键技术。但由于流体在水平井多条裂缝同时闭合时的流动特征与单条裂缝时明显不同,导致现阶段针对压裂直井成熟的压力递减分析方法不能直接应用于页岩储层分段多级压裂后的压力递减分析。考虑裂缝自然闭合时引起的应力敏感效应和页岩储层中天然微裂隙发育的地质特征,采用双重孔隙介质渗流模型,分析压裂液在页岩储层中的滤失,并结合以弹塑性力学理论为基础的拟三维裂缝模型,建立裂缝体积守恒方程,得到针对页岩储层分段多级压裂后关井期内裂缝自然闭合条件下的压力递减模型。分析结果表明,储层中基质孔隙度、裂缝渗透率和应力敏感系数是影响关井时压力递减的主要因素。     

裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型

现有的压裂液滤失计算方法基本上是基于滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算。在考虑压裂过程中压裂液分别沿天然裂缝和基质向地层渗滤的基础上,建立了裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型,采用正交变换法给出了模型的精确解。该模型易于收敛,计算速度快。计算结果表明,裂缝性储层实施压裂作业时,压裂液主要经由天然裂缝滤失,裂缝性储层压裂液滤失计算不能采用经典的滤失理论。     

双重介质低渗透储层的压裂诊断与施工工艺

针对低渗透双重介质储层压裂过程中天然裂缝对压裂液滤失的影响，在Nolte压裂压力降落分析方法的基础上，对依赖于压力的滤失特征进行了分析，形成了压力降落过程识别天然裂缝滤失的基本方法，提出了压裂过程中依据天然裂缝与现今地应力场关系、裂缝开启压力等因素，模拟分析天然裂缝对压裂裂缝延伸动态影响的方法。压裂井例的分析表明，受天然裂缝的影响，压裂液的滤失系数高出同类储层一个数量级以上，为此根据天然裂缝的滤失特征提出了分步加砂、分级暂堵工艺，较好地解决了该类储层压裂易早期砂堵的问题。     

酸压井压后压力递减分析模型

油气酸压井压后的压力递减分析和评估技术,发展相对比较缓慢。酸压井施工停泵后,裂缝壁面的酸岩反应还在继续进行,酸岩反应产生的CO2对酸液和残酸的压缩性,以及停泵后的压力动态都会有很明显的影响;裂缝壁面的酸液滤失机理与压裂液的滤失机理有很大的不同。提出了一种酸压井施工压力递减分析的方法,在考虑流体压缩性和地层温度的影响下,推导了停泵后流体的连续性方程,建立了利用酸压压力递减资料计算裂缝参数的数学模型,给出了压降数据拟合求解数学模型的方法,编制了酸压井停泵后压力递减分析解释软件。实例分析表明,酸压井的压降解释中必须考虑温度和流体压缩性的影响;采用计算机自动拟合压降曲线的方法可有效提高解释工作质量。由于该方法模拟了停泵后缝内的物理、化学变化过程,解释的酸压井的滤失系数和裂缝几何参数更接近地层真实情况,可以为酸压施工评价和优化酸压设计提供直接可靠的技术手段。     

一种考虑多因素影响的酸压裂压力降落解释模型

随着油气藏压裂酸化技术的发展和应用,压后裂缝诊断、分析评估技术受到广泛重视。压力降落分析方法已经成功地应用于小型压裂测试或大型水力加砂压裂评估。但是目前针对酸压井的压后裂缝参数的诊断、评估技术 和解释模型在国内还研究甚少。该方法是基于压裂施工过程和停泵后裂缝内物质平衡方程和连续性方程,结合裂缝几何参数计算模型,由压力降落变化,确定出裂缝几何尺寸、闭合压力、滤失系数等参数。在前人研究的 基础上,建立了一种新的考虑多因素影响的酸压裂压力降落解释模型,由于酸液是反应性流体,滤失机理复杂,酸液滤失系数至今仍无准确的求取方法,该压力降落模型采取多次迭代的方法,避免了酸液滤失系数的直接 求取,方法简单而且更趋于准确。
     

考虑温度场影响时裂缝几何尺寸的数值计算模型和方法

本文综合考虑缝中温度场与压裂液的粘度、泌失性和流体的流动以及裂缝大小等的相互影响,针对使用牛顿型和非牛顿型压裂液、悬浮式和沉降式支撑剂压裂,建立了包括温度场、流速场和压力场的一整套预测裂缝几何尺寸的数值模型和方法,给出了三口井的实俩对比计算数据和曲线,比较了未考虑温度变化时本文与美国BJ公司和哈里伯顿公司的计算结果。分析表明,本文提供的数值计算方法可用于现场设计计算,并且具有较为实际的模拟压裂液滤失和温度变化,以及缝中压力变化的优越性。     

泡沫压裂摩擦压降计算模型的建立

泡沫压裂由于具有地层伤害小、返排迅速、滤失低、黏度高、摩阻低以及携砂能力强等优点,因而在低压、低渗、水敏等特殊储层的改造中得到了广泛的应用。泡沫压裂液在井筒中的流动与常规压裂液相比,主要体现出两方面的不同：一是由于泡沫压裂液中气相的存在,使得泡沫压裂液是可压缩流体,其密度是井深的函数,摩擦系数也随之发生变化;二是泡沫压裂液在井筒中既可以单相流的形式也可以多相流的形式流动,因而常规压裂液的摩阻计算方法不再适合于泡沫压裂液的摩阻计算。为此,建立了泡沫压裂井筒摩擦压降计算模型,在计算模型中,根据“体积恒等”原理,改进了摩擦系数的求解方法。并选用某口泡沫压裂施工井进行了实例计算。     

低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能模型

针对水力压裂后油井形成的垂直裂缝中不同位置导流能力不同的特点,根据压裂后流体渗流规律 的变化,推导出考虑启动压力梯度影响的低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能预测模型,并分析研究了各 因素对产能的影响。研究结果表明：裂缝导流能力衰减系数对油井产量的影响程度随生产压差的增大而 增强,随裂缝长度的增加而减弱;当裂缝导流能力较小时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越大,油 井产量越低,反之,裂缝长度越短,裂缝导流能力衰减系数越小,油井产量越高。     

酸化压裂井停泵压力三维分析模型和解释方法

为了对酸化压裂井压后裂缝参数进行准确的分析和解释，以模拟停泵前后裂缝内的物理、化学变化过程为思路，以停泵后缝内的物质平衡方程为主线，建立酸化压裂井停泵后的缝内压力递减模型，并提出了针对酸化压裂井裂缝参数解释、评估的“曲线拟合”法。该模型考虑了地层温度和流体（残酸和CO2）压缩性的影响，能有效模拟停泵后的压力降落，进而解释出酸蚀裂缝几何尺寸、闭合压力、酸液滤失系数及液体效率等参数，从而为酸化压裂施工评价和优化酸化压裂设计提供直接可靠的技术手段。图2表1参5     

常压页岩气低成本高效压裂技术对策

常压页岩气在渝东南地区广泛分布,具有岩石脆性好、裂隙原始尺度小、含气丰度低、吸附气比例较高、压力系数低等特点;压裂面临裂缝复杂性低（单一缝占比较大）,改造体积有限,长期导流能力保持不足等难题,造成压后产量低且递减快,影响了常压页岩气的经济有效开发。从压裂工程角度出发,以提高单位岩石体积内裂缝有效改造体积及多尺度裂缝长期导流能力为前提,在压裂增效基础上进一步降低工程成本为目标,提出高效压裂技术对策。①压裂增效技术：提出页岩平面射孔模式,提高了每簇的改造强度及诱导应力作用范围,裂缝复杂程度及SRV（18%～20%）得到提升,增产效果明显（三年累产量同比提高28.5%）;提出多尺度造缝及交替注酸扩缝技术,进一步增大有效改造体积及裂缝复杂性;提出多元组合加砂压裂模式,提高支撑剂在裂缝内铺置广度及充填度,提高压后长期导流能力。③压裂降本技术：通过压裂造缝机理精细模拟研究,减少造缝中的低效液体（同比单簇节约20～25%）,避免低效施工;通过一剂多效压裂液体系和混合支撑剂的综合应用,进一步降低压裂材料成本。研究结果为常压页岩气的低成本高效压裂提供了理论依据,提高了压裂实施的科学性与有效性。