低渗透油藏重复压裂裂缝转向数值模拟研究

为研究重复压裂裂缝转向的扩展机理,利用有限元软件COMSOL对储层原始水平地应力差、初始人工裂缝缝长进行研究分析。研究结果表明:初始储层水平地应力差越大,重复压裂新裂缝的转向距离及半径越小;初始人工裂缝缝长越大,产生的诱导应力对井筒周围应力场分布影响越强,重复压裂裂缝的转向半径越大。     

体积压裂复杂裂缝形态压力响应特征分析

体积压裂根据岩石脆性会形成不同的裂缝形态,会造成不同的改造体积和增油效果.本研究在实际油田认识基础上,建立了不同裂缝形态的渗流数值模拟模型,并分析了关井压力恢复时不同裂缝形态的压力响应特征.研究结果表明,当体积压裂形成两翼缝时,表现为有限导流的压力响应特征;当形成裂缝网络时,会出现双重介质和复合油藏的压力响应特征,由该特征可以通过试井分析方法判断体积压裂后裂缝形态,从而为体积压裂效果评价提供技术参考.     

复杂裂缝压裂技术在新86井区应用及探讨

复杂裂缝压裂工艺是针对致密油油藏储层改造提出的新技术。以新86井区致密泥晶云岩储层为研究对象进行复杂裂缝压裂技术研究和试验,从地层天然裂缝是否发育,储层的脆性指数是否符合产生网络裂缝的条件,水平应力系数差是否满足形成缝网条件等方面,对其产生缝网可行性进行了分析论证。进行现场试验,并从影响措施效果的地质因素着手,对比工艺差异,进一步对复杂裂缝压裂技术的适用性进行分析,认为针对低渗透致密油藏,复杂裂缝压裂工艺的改造模式更有利于提高挖潜能力。     

水力压裂技术新进展

概括介绍了端部脱砂压裂、重复压裂、裂缝检测、缝高控制等十种国内外水力压裂新技术,在纵观水力压裂技术发展历程的基础上,对其今后的发展方向提出了自己的看法。     

涪陵页岩气田裂缝复杂度的有效方式研究

涪陵页岩气田地质构造复杂多样,针对一些区域大尺度天然裂缝、构造缝发育的问题,开展暂堵转向压裂工艺研究。受天然裂缝程度、地应力、地质构造等影响,压裂施工受大尺度天然裂缝的诱导,缝内净压力较主体区偏低,人工裂缝复杂度有一定幅度降低。产气剖面资料进一步验证暂堵压裂工艺是一种提高涪陵页岩储层人工裂缝复杂度的有效方式。     

晋城矿区煤层气井连续多次压裂裂缝展布特征

以0.5m为间隔,对晋城矿区煤储层段宏观煤岩类型、煤岩裂隙参数进行精细描述,结合水力压裂时形成新缝的临界夹角数理模型,计算得出煤层段裂隙面与最大主应力方向的夹角;根据水力压裂技术工艺特点,分析得出一次压裂后煤层段横、纵剖面上存在未改造区、改造未有效支撑区等;根据损伤力学理论,结合一次压裂后裂缝展布特征,得出一次压裂后不同方向上的应力释放量;在此基础上,分析得出二次压裂后裂缝分布特征.结果表明:裂缝既可在原有基础上进一步拓展,使有效支撑区增加,同时又会营造出新的裂缝,部分裂缝发生转向.晋城矿区马必区块一次压裂和二次压裂井实测产气量对比结果表明:连续多次压裂技术对裂隙改造效果显著.     

人工裂缝缝壁表皮效应数学模型研究

针对以往模型进行压裂设计与分析方法对结果偏差较大的实际情况,在对经典裂缝延伸和扩展PKN和KGD理论模型研究的基础上,运用断裂力学和流体耦合方法,建立新的缝壁表皮数学模型,获得新的裂缝缝壁表皮效应分段数学函数.将新模型与以往Cinco-Ley模型进行现场参数计算对比,结果表明：以往认为该表皮效应对产量影响只有5%,新模型表明该表皮效应对产量的影响可以达到50%,新模型揭示了以往认为高效压裂工艺下反而压后减产矛盾现象的真正原因.利用新模型指导压裂设计可降低裂缝缝壁表皮对产量的影响,增强压裂设计对储层的适应性和科学性.现场35井次试验表明,采用新模型后在降低成本的情况下,压裂效果增加1.5倍.     

SN油田重复压裂技术界限研究

重复压裂是提高低渗透油田采出程度非常有效的技术措施.基于SN油田裂缝诱导应力场和生产诱导应力场模拟计算,结合最小主应力原理确定重复压裂裂缝延伸方位与原裂缝方位偏转一定角度.根据正交设计分析,应用压裂生产动态模拟器分析地层压力、当前含水状况、储层渗透率、储层孔隙度、压裂规模和导流能力对重复压裂效果的影响;以NPV作为评价重复压裂效果的准则,进而确定SN油田重复压裂最佳时机:有效厚度大于5 m、压力系数大于0.5,有效渗透率大于1.0×10-3 μm2、含水饱和度不大于60%.考虑到井网配合条件,重复压裂裂缝长度应控制在90～120 m、砂比＞30%.应用效果良好.     

裂缝高度影响因素分析及控缝高对策技术研究

在水力压裂和酸压过程中,裂缝会沿着缝高方向延伸.当裂缝延伸超出产层进入上下隔层时,不仅造成压裂液资源的浪费,而且难以达到设计要求.研究压裂过程中控制裂缝在高度方向上延伸的诸因素,分析了单因素条件下的裂缝高度变化趋势.针对不同因素对裂缝高度的影响,调研了针对这些因素的控缝高压裂技术.     

多次转向重复压裂技术在低渗透油田老井改造中的应用

低渗透油田经过初次压裂后单井产量逐渐递减,必须依靠重复压裂来提高产量。目前,常规同井同层重复压裂普遍存在增油效果差的问题。多次转向重复压裂技术是通过多次使用高强度暂堵剂临时封堵前次裂缝迫使流体转向来达到压开多条裂缝的新技术。现场试验表明,多次转向形成的多裂缝系统极大地增加了油井的泄油面积,大幅度提高单井产能。     

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.     

薄互层剩余油压裂挖潜工艺技术研究与应用

鄂尔多斯盆地某特低渗透油藏纵向上主要发育K1、K2两层,层内隔夹层发育。但经历20多年的开发后,受层间隔夹层和非均质性影响,前期采用以老裂缝充填和延伸为主的重复压裂工艺动用层间剩余油不明显,措施后含水率上升且单井增油量逐年下降。基于储层剩余油分布类型,剖析了储层纵向上剩余油分布界限和增产潜力,开展了储层纵向上地应力和储层物性变化研究,采用正交试验设计原理对比评价了影响重复压裂裂缝高控制的主要影响因素,提出了“水力喷射器+K344单底封”重复压裂工艺,并应用全三维压裂软件优化了储层关键参数。在某区特低渗透油藏现场应用10口井,试验井日产油是投产初期的近1.5倍。     

卧式高压釜快开装置设计

设计了由快开机构、液压传动和电气控制系统组成的新型高压釜快开装置.首先,针对传统快开机构在结构设计上的缺陷,快开装置采用了新型结构设计方案,提高其可靠性和可维修性;其次,选用液压传动系统作为快开装置的动力源,并进行了液压系统设计与液压元件的选型;最后,设计了电气控制系统,采用可编程控制器控制以提高快开装置自动化水平,并制定了快开装置的工作流程,进行了程序的编写及调试.结果表明,该新型快开装置不仅能够平稳高效地实现高压釜端盖的开闭,易于后期维修保养,而且能较方便地实现远程控制,避免其操作人员受到安全威胁.     

Guiding-controlling technology of coal seam hydraulic fracturing fractures extension

Aiming at the uncontrollable problem of extension direction of coal seam hydraulic fracturing, this study analyzed the course of fractures variation around the boreholes in process of hydraulic fracturing, and carried out the numerical simulations to investigate the effect of artificial predetermined fractures on stress distribution around fractured holes. The simulation results show that partial coal mass occurs relatively strong shear failure and forms weak surfaces, and then fractures extended along the desired direction while predetermined fractures changed stress distribution. Directional fracturing makes the fractures link up and the pressure on coal mass is relieved within fractured regions. Combining deep hole controlling blasting with hydraulic fracturing was proposed to realize the extension guiding-controlling technology of coal seam fractures. Industrial experiments prove that this technology can avoid local stress concentration and dramatically widen the pressure relief scope of deep hole controlling blasting. The permeability of fractured coal seam increased significantly, and gas extraction was greatly improved. Besides, regional pressure relief and permeability increase was achieved in this study.     

水力喷射定向深穿透压裂技术研究与应用

与常规射孔方式不同,水力喷射钻孔可针对储层有利部位实现定向喷射,以高压水射流钻孔的方式在油层与井筒间形成长度为100m微井眼。利用水力喷射钻孔孔眼的导向作用,继续实施水力压裂改造工艺,在压裂目的层中形成深穿透人工裂缝,以达到储层高效改造的目的。介绍了该技术的工艺原理及实施步骤,结合辽河油区的储层特点,优化了工艺关键参数,提出了火山岩改造的针对性措施,在辽河东部凹陷的探井中成功实施了"水力喷射定向深穿透压裂技术",获得高产工业油流。水力喷射定向深穿透压裂技术在国内应用尚属首次,为火山岩以及其他难动用储层改造开拓了一条新的思路。     

重复压裂技术在江汉低渗透油田的应用

初次支撑裂缝和天然裂缝的应力场分布,以及生产活动引起的孔隙压力变化,导致了井眼附近应力的变化,决定了重复压裂裂缝是否能重新定向。重复压裂选井选层至关重要,其中剩余可采储量和地层能量是重复压裂取得增油效果的前提。适合于江汉低渗透油田重复压裂主要工艺措施有:加大施工规模、提高施工砂比,选用比初次压裂强度高、导流能力好的支撑剂等。     

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。     

Hydraulic drill hole reaming technology with large flow and draining of coal mine gas

This paper takes Zhaozhuang mine in Shanxi province as an example to study the technology of hydraulic reaming drill hole for improving the gas extraction. The influence of the physical properties of coal seam on the hydraulic reaming drill holes and the draining of coal mine gas were analyzed and discussed for different coal structure areas, and the following conclusions were made. Hydraulic drill hole reaming has had a positive impact in Zhaozhuang Mine, and can improve the efficiency of gas extraction to different degrees. The water jet pressure used in hydraulic drill hole reaming mainly depends on the structure of the coal. When the coal seam basically becomes integrated, the critical water jet pressure increases, the discharge becomes relatively easy to achieve, the blocking effect on the gas extraction decreases, and the gas extraction significantly increases after the reaming process. When the coal seam is broken, the critical water jet pressure decreases, the discharge becomes difficult to achieve, the blocking effect on the gas extraction becomes obvious, and the gas extraction changes slightly after reaming.     

矿用潜污泵排水系统液固两相流的研究

利用组合潜污泵系统可以高效地将煤矿水仓和老空突水灾害中的煤水混合物外排,但煤泥浓度及颗粒直径直接影响管路系统的水力特性,并影响排污泵的性能和效果.对不同浓度、不同粒径、不同管路形式的水力特性进行了理论计算,建立了相应的理论模型,计算结果可为煤矿水仓清理及老空突水抢险排水的应用提供依据.     

铸造充型过程流场模拟及实验验证

自由表面的确定是铸造充型过程流场模拟的主要因难之一，没有明确的自由表面形状和位置，就不能施加边界条件，更无从谈起对流量的计算。本文首先提出了一种三维自由表面处理技术。另外，由于铁水的浇注工艺难以严格控制，且热电偶存在滞后现象，所以用铁水进行充型过程的实验验证难度较大。针对这种情况，作者采用顶注、底注及侧注三种不同形式的浇注系统重复进行了大量水力学实验验证，模拟结果与实验结果吻合较好。最后，对实际生