高速通道压裂支撑裂缝导流能力实验评价

支撑裂缝导流能力是评价压裂施工效果的重要参数,通过室内导流能力实验,研究支撑剂粒径和段塞数、纤维浓度及其加入方式对高速通道压裂支撑裂缝导流能力的影响,并采用正交试验和灰色关联分析法分析各参数对支撑裂缝导流能力的影响程度。结果表明:支撑剂粒径越大,支撑裂缝的导流能力越强;支撑剂段塞数越多,通过增加支撑剂段塞数得到的支撑裂缝导流能力增幅越小;当闭合压力小于41 MPa时,支撑剂段塞数越多,支撑裂缝导流能力随着闭合压力的增大降幅越大;支撑裂缝导流能力随纤维浓度的增加而降低,以纤维包裹支撑剂这种纤维加入方式对支撑裂缝导流能力的影响最大;各参数对支撑裂缝导流能力影响程度由大到小依次为闭合压力、支撑剂段塞数、纤维浓度、纤维加入方式、支撑剂粒径。     

气藏压裂提高裂缝有效导流能力的技术分析

提高压裂裂缝有效导流能力是改善气藏压裂效果的重要方面.本文从提高裂缝初始导流能力、降低导流能力的伤害、保持裂缝长期导流能力等方面系统分析了近年来实现高导流能力的一些典型压裂工艺技术措施,包括:二次加砂压裂、端部脱砂压裂、提高支撑缝宽的超常规压裂、高砂比大粒径压裂、低伤害压裂液压裂、防支撑剂回流压裂等工艺.通过其施工工艺和技术特点的分析,为气藏压裂工艺技术措施选择提供依据.     

水力压裂支撑裂缝导流能力计算与分析

水力压裂已广泛用于油气藏开发,而裂缝导流能力是压裂优化设计的重要指标.目前很少有研究涉及到楔形裂缝的导流能力,而水力压裂后裂缝多呈现为近井筒处开口大,远井筒处开口小的楔形.在考虑支撑剂嵌入、裂缝形态(楔形)的基础上,建立了支撑裂缝导流能力计算模型,通过与文献中的数据对比验证了模型的准确性,并分析了关键参数对裂缝导流能力的影响.结果表明:沿着裂缝远离井筒,导流能力降低,降低趋势为裂缝跟端附近降低快、趾端附近降低慢;支撑剂嵌入导致有效流动空间减小、裂缝导流能力降低;裂缝宽度一定时,支撑剂越小,裂缝有效流动空间越小,导流能力越低.该文提出的支撑裂缝导流能力计算模型很容易嵌入到压裂数值模拟软件中,具有广泛的应用前景.     

低渗气藏压裂中裂缝导流能力的影响因素研究

利用改进的API线性导流仪,对支撑剂充填层气体导流能力的主要影响因素进行了实验研究.研究表明,低渗气藏压裂改造过程中,除支撑剂种类、强度、闭合压力、铺置浓度等影响裂缝导流能力外,充填层的微粒及其含量、液体滞留是气体导流能力下降的主要因素.此外对现场使用的压裂交联液进行了充填层气体导流能力的损害评价,提出了防止和减少压裂液损害的有效方法和措施.     

页岩储层水力压裂支撑裂缝导流能力影响因素

支撑裂缝的导流能力是评价页岩储层水力压裂施工效果的一项重要参数,其大小受到多种因素影响。文中开展了支撑剂类型、颗粒大小、铺砂浓度等对支撑裂缝导流能力影响的室内实验研究。结果表明:陶粒的导流能力明显高于石英砂和覆膜砂,在低闭合压力条件下,20~40目陶粒的导流能力最大,在高闭合压力条件下,组合支撑剂的导流能力明显高于单一支撑剂;铺砂浓度越大,裂缝导流能力越大;循环应力加载模式下,裂缝导流能力比稳载时下降了31.7%,经过滑溜水和胍胶压裂返排液污染后,裂缝导流能力分别下降了33.9%和76.5%。研究成果指导了X-4井的现场压裂施工,该井措施后产气量较高且稳定生产,压裂增产效果较好。     

压裂裂缝导流能力的测算

本文依据不同产状的压裂裂缝,建立并推导出了各自的公式。利用这些公式,求出现场压裂井的裂缝导流能力,以便找出室内(试验)导流能力与现场实际裂缝导流能力的某种关系,更好地指导压裂施工效果的预测。     

压裂井裂缝导流能力研究

裂缝导流能力是水力压裂中一个重要的设计参数。在国内外已有研究的基础上，着重考虑了裂缝导流能力随着时间和缝长的变化，建立了模拟压裂井裂缝导流能力的二维单相的物理模型和数学模型，并对模型进行了数值求解。通过给出的实例计算，从一定程度上验证了模型的实用性和可行性，对准确认识裂缝导流能力、完善压裂设计、优化油气井的增产措施都提供了有益的指导。     

压裂井裂缝导流能力研究

裂缝导流能力是水力压裂中一个重要的设计参数。在国内外已有研究的基础上,着重考虑了裂缝导流能力随着时间和缝长的变化,建立了模拟压裂井裂缝导流能力的二维单相的物理模型和数学模型,并对模型进行了数值求解。通过给出的实例计算,从一定程度上验证了模型的实用性和可行性,对准确认识裂缝导流能力、完善压裂设计、优化油气井的增产措施都提供了有益的指导。     

支撑裂缝导流能力实验研究

基质渗透率低是低渗透储层最主要的特征,对这类储层的开发,基本都要进行压裂改造.通过实验的方法对影响水力裂缝导流能力和酸蚀导流能力的因素进行了研究.对于同种类型支撑剂,20 ～ 40目的导流能力比40～60目的要大60％以上.支撑剂粒径均为20～40目,在实验压力为69 MPa时,高支撑剂强度(69 MPa)的粒径破碎率比低支撑剂强度(52 MPa)的粒径破碎率低4.3％.在支撑剂中掺入不同质量浓度的纤维之后,纤维的质量浓度为5％时,与其他3种质量浓度(10％、15％和20％)相比导流能力的损失率小20％以上;在不同粒径组合形成的充填层中,掺入纤维后,要获得较大的导流能力,要求大粒径所占的比例大于66.67％.     

页岩支撑裂缝长期导流能力测试方法及测试装置改造

常规砂岩储层加砂压裂后油气渗流通道主要依赖于支撑裂缝,而页岩气储层由于其典型的脆性特征,通过大规模体积压裂后会形成复杂的裂缝网络,页岩气渗流能力主要取决于支撑剂充填层裂缝和储层剪切滑移形成的自支撑裂缝,因此,室内页岩储层导流能力的测试应包括支撑剂充填层和自支撑裂缝的导流能力两部分。目前国内对于页岩支撑导流能力的测试方法大多还是借鉴常规支撑剂充填层导流能力测试方法,无论测试方法还是测试装备都有一定的不适应性,大部分国产支撑导流仪的闭合压力加载系统、流量控制系统不能满足页岩储层长期导流能力测试要求。文章提出了页岩支撑裂缝导流能力测试方法及支撑导流仪改进目标、改进方法、改进措施,为页岩气储层室内导流能力的实施提供了技术支撑,为页岩储层体积压裂支撑剂优选及压裂效果评价提供了保障。     

支撑裂缝导流能力的数值模拟

裂缝导流能力一般是利用室内实验进行评价,周期长、成本高且仅能测试较短时间的裂缝导流能力。笔者通过离散元颗粒流程序生成了真实尺寸的支撑剂颗粒,再现了微小支撑剂颗粒之间、支撑剂与裂缝面之间的高度非线性接触的物理本质。通过CFD,计算了支撑剂簇空隙流体与支撑剂的流固耦合作用,建立了支撑裂缝的裂缝导流能力的数值模拟模型,开展裂缝闭合应力、储层弹性模量、铺砂浓度和支撑剂组合形式等对裂缝导流能力的影响规律研究,揭示了支撑裂缝导流能力的变化机理。数值模拟结果显示,裂缝导流能力与铺砂浓度和支撑剂颗粒成正比,与闭合应力以及支撑剂嵌入深度成反比。     

压裂填砂裂缝导流能力评价方法研究现状及展望

水力压裂是油气藏增产改造的主力技术,水力压裂的关键是形成具有高导流能力的填砂裂缝。当前主要基于室内方法对变导流能力进行评价,多通过实验手段拟合得到平均衰减速度和平均衰减幅度,但无法反映储层特性和沿缝长方向上各处差异性。借助前人拟合的变导流能力经验公式,考虑支撑剂形变、孔隙流体性质等条件下的导流能力递减分析是当前研究的热点。形成更完善的室内评价方法,结合数值模拟进行动态导流能力衰减系数研究,建立填砂裂缝在多因素影响下、变时空导流能力预测模型,是未来长期导流能力发展的重要的方向。     

支撑裂缝长期导流能力数值计算

运用FCES-100裂缝导流仪,研究了闭合压力、时间等因素对支撑裂缝长期导流能力的影响程度。实验表明,对一定粒径的陶粒,闭合压力和时间是影响导流能力的主要因素。在大量实验数据的基础上,应用统计原理,回归出长期导流能力随闭合压力和时间变化的函数表达式,并通过现场运用,验证了其准确性,对科学研究以及现场压裂施工具有指导意义,同时也是支撑裂缝长期导流能力计算方法的新尝试。     

通道压裂裂缝导流能力数值模拟研究

为了计算通道压裂裂缝在实际条件下的导流能力并分析影响导流能力的因素,在分析通道压裂砂堤分布规律的基础上,建立了裂缝内流体流动模型,利用数值模拟方法模拟了某一通道压裂气井裂缝内流体的流动规律和压力分布规律,并计算了裂缝的导流能力。结果表明:通道压裂裂缝的导流能力基本不随井底流压、气体密度和气体黏度变化;通道压裂裂缝内空隙通道的结构和分布是影响裂缝导流能力的主要因素,如果通道压裂裂缝内没有形成连续的大通道或大通道坍缩形成离散分布的空隙结构,则裂缝内流体的流动阻力会增大,从而导致通道压裂裂缝导流能力较预期有大幅度降低。该研究结果可为提高通道压裂裂缝的导流能力提供理论依据。      

考虑介质变形和长期导流能力的裂缝性气藏压裂产能模拟研究

在气藏开采过程中，由于孔隙压力的不断降低，使得介质变形而导致渗透率的变化，进而影响井的产量。针对这一问题，提出了各种流体与固体耦合的数值模拟模型。然而，对于裂缝性储层和多相渗流问题，流固耦合模型中许多参数不易获取，且求解难度很大，使得耦合模型存在一定的应用局限性。很少有文献在气井产能模拟时将介质变形和就地的长期导流能力加以综合考虑。文章考虑介质变形引起的天然裂缝渗透率的变化和裂缝导流能力随时间递减的影响，建立了裂缝性气藏压裂后气水两相渗流数学模型，推导出了数值计算模型；本模型易于编程求解，对于研究裂缝性气藏的渗流特征，特别是进行单井压后产能预测具有一定的实用意义。计算表明：不考虑介质变形和导流能力递减所预测的气产量偏高；目前普遍使用的气藏数值模拟软件中，假定渗透率、裂缝导流能力为常数，以致模拟计算结果比实际偏高。     

陶粒支撑剂和兰州压裂砂长期裂缝导流能力的评价

本文介绍了陶粒支撑剂和兰州压裂砂长期裂缝导流能力的室内试验研究,探讨了裂缝导流能力的递减规律及其影响因素。针对长庆油田的地质条件认为,兰州砂做为现场常用的支撑剂,应通过调节粒度等措施来提高导流能力。同时,还建议使用氟硼酸清洗裂缝支撑砂层,使之成为提高压裂效果的有力措施。     

致密油储层支撑裂缝导流能力预测模型

压裂改造是提高致密油储层初始产量和最终采收率的有效手段,其中裂缝导流能力保持是压裂设计的目标之一。现有支撑裂缝导流能力预测模型由于考虑影响因素不全,理论计算值与实际值存在较大偏差,文章基于Kozeny公式,以弹性力学理论为基础,考虑支撑剂强度、粒径、铺砂浓度、闭合压力、支撑剂嵌入、破碎、支撑剂与裂缝壁面变形综合影响,推导出支撑裂缝导流能力预测数学模型,通过室内实验可以知道,不同类型支撑剂、不同闭合压力下的支撑剂裂缝导流能力相差较大,当闭合压力和铺砂浓度一定时,陶粒和树脂砂的裂缝导流能力远大于石英砂。在铺砂浓度相同条件下,支撑剂的粒径对裂缝导流能力的影响也很大,在闭合压力未达到支撑剂的最大抗压强度时,支撑剂的粒径越大,其裂缝导流能力就越高。利用文章新推出的模型预测实验支撑剂的裂缝导流能力,计算结果表明,预测值与实验值吻合度较高,说明新模型具有良好的实用性。从实验和计算结果可以看出,支撑剂嵌入、破碎、支撑剂与裂缝壁面变形对支撑裂缝导流能力影响较大。仅考虑单一影响并不能完全反映真实情况。文章研究成果为致密油储层在考虑支撑剂嵌入、破碎和变形等情况下的支撑剂强度、粒径、铺砂浓度等优选提供了参考。     

支撑裂缝导流能力的影响因素分析

本文通过调研国内外大量有关文献,总结出影响支撑裂缝导流能力的各种因素,对评价支撑剂性能提供参考。     

页岩储层支撑裂缝导流能力实验研究

为深入了解页岩储层支撑裂缝导流能力的大小及裂缝有效性,开展了支撑剂粒径、类型、铺置方式对导流能力影响的实验研究,并进行了循环应力加载模拟开、关井过程引起的地层应力波动对页岩储层导流能力影响的实验研究。结果表明:低闭合压力下,粒径越大,导流能力越高,随着闭合压力的增大,大粒径支撑剂导流能力下降迅速;支撑剂均匀铺置与完全混合铺置相比,前者导流能力较好;开、关井过程引起的地层应力波动对页岩导流能力的影响较大。以上因素的研究对压裂方案设计优化和现场施工具有一定的理论指导意义。