裂缝三维延伸数值模拟与端部脱砂压裂技术

介绍了水力夺裂裂缝三维延伸数值模拟模型方面的发展动态，包括拟三维模型和全三维模型，并阐述了部脱砂夺裂这种新兴压裂工艺技术的机理，设计方法，适用范围和施工注意事项。指出了目前端部脱砂压裂设计的不足，建议将裂缝三维延伸模拟技术，端部脱砂压裂技术和控缝高压裂技术结合起来进行综合研究。     

裂缝三维延伸数值模拟与端部脱砂压裂技术

介绍了水力压裂裂缝三维延伸数值模拟模型方面的发展动态，包括拟三维模型（P3DHF）和全三维模型（3DHF），并阐述了部脱砂（TSO）压裂这种新兴压裂工艺技术的机理、设计方法、适用范围和施工注意事项。指出了目前端部脱砂压裂设计的不足，建议将裂缝三线延伸模拟技术、端部脱砂压裂技术和控缝高压裂技术结合起来进行综合研究。     

端部脱砂压裂技术新模型

在分析端部脱砂压裂的机理及技术特点的基础上，针对中高渗透地层建立了一套能准确反映压裂液真实流动情况的三维滤失模型，并针对该技术模拟精度高于常规压裂的要求，建立了一套考虑缝高压降的裂缝三维延伸模型，最后提出了完整的端部脱砂压裂设计过程。     

高渗透地层中裂缝压力曲线斜率的分析

目前 ,提出了一种用于分析高渗透地层端部脱砂 (TSO)压裂后的压力曲线斜率形态的分析方法。裂缝停止延伸后 (即端部脱砂后 ) ,注入排量并不为零。这时如果注入排量大于滤失速率 ,裂缝体积和净压力 (柔度恒定时 )一定会增大 ;如果注入排量降到滤失速率以下 ,裂缝净压力一定会下降。一种新的压裂 /充填事后的分析方法使用了压力曲线斜率分析技术。脱砂过程中压力曲线斜率可作为检测小型压裂和裂缝效率的一种手段。     

周边脱砂压裂模型优化设计

周边脱砂压裂技术是压裂技术从常规压裂到脱砂压裂,再到端部脱砂压裂技术之后发展起来的一种新的技术,只有该技术才可能在压裂中形成相对较短、较宽裂缝。目前对于脱砂压裂裂缝扩展模型的研究大都忽略了裂缝纵向流动。为此,在前人的研究基础上,针对周边脱砂压裂的特点将带缝高压降影响的拟三维模型引入到脱砂后裂缝扩展模型,在脱砂后模型中考虑缝宽方向压降对裂缝扩展的影响,推导了适合周边脱砂压裂的脱砂后新模型;并在此基础上开发了适合周边脱砂压裂扩展的模拟软件,模拟结果与现有商业软件(三维)模拟结果相吻合,证明建立的脱砂后模型考虑因素全面,对脱砂后缝宽预测更符合实际。     

周边脱砂压裂支撑剂的优选

周边脱砂压裂是有别于常规加砂压裂的一种特殊压裂工艺方法，它可以在一定程度上改变裂缝的正常尺寸，达到造“短宽裂缝”的特殊目的，以满足某些中高渗透油藏压裂改造的特殊需要。调研了周边脱砂压裂技术的发展现状，分析了周边脱砂压裂机理和稳定性原理，建立了砂桥的稳定性模型和渗透率模型，为支撑剂的优选建立了理论基础。根据得出的理论设计了支撑剂粒径对砂桥渗透率影响实验和支撑剂强度与导流能力实验，得出了周边脱砂压裂支撑剂优选原则。     

前景广阔的高渗透层压裂

高渗透层压裂技术是水力压裂的一个重要突破，它包括从中渗透率到高渗透率储层的压裂技术。压裂机理是要求压裂后产生的地层裂缝建立短而宽的高导流裂缝，有效地增大泄油半径。文中介绍了高渗透层压裂的选井原则、技术要求和措施。高渗透层压裂前必须进行测试压裂，其关键技术是作业中应用了端部脱砂技术，应用实例论证了该技术的增产效果。     

水力压裂技术的发展现状

综述了近期国内外水力压裂工艺技术的发展现状，着重探讨了优化压裂设计、压裂液和支撑剂、裂缝检测和控高技术、端部脱砂压裂和重复压裂等技术的应用和发展情况。指出应研究和发展裂缝的控制技术，在中高渗透地层中应用端部脱砂压裂技术，扩大水力压裂的技术范围，发展矿场实时监测技术，提高施工的成功率。     

周边脱砂压裂支撑剂的优选

周边脱砂压裂是有别于常规加砂压裂的一种特殊压裂工艺方法,它可以在一定程度上改变裂缝的正常尺寸.达到造"短宽裂缝"的特殊目的,以满足某些中高渗透油藏压裂改造的特殊需要。调研了周边脱砂压裂技术的发展现状,分析了周边脱砂压裂机理和稳定性原理,建立了砂桥的稳定性模型和渗透率模型,为支撑剂的优选建立了理论基础。根据得出的理论设计了支撑剂粒径对砂桥渗透率影响实验和支撑剂强度与导流能力实验,得出了周边脱砂压裂支撑剂优选原则。     

端部脱砂压裂防砂技术在老河口油田老168区块的应用

根据端部脱砂压裂充填防砂机理可知,疏松砂岩油藏压裂防砂改变了流体的流动模式,将压裂前的径向流转变为压裂后的双线性流,从而大大减小了近井地带的压力梯度,降低了流体流动冲刷和携带微粒的能力,既满足了防砂要求,又实现了油井增产的目的.通过研究压裂防砂端部脱砂的形成条件,确定了压裂防砂施工参数的基本计算方法,结合老河口油田老168区块的储层应力特征,进行了压裂防砂可行性分析,模拟结果显示,老 168-斜16单井裂缝平均铺砂浓度为30 kg/m2,利用端部脱砂压裂防砂技术在该区块实施了12井次,防砂施工成功率达100%,防砂后平均单井产油量为12.82 r/d,防砂及增产效果明显,为该区块的高效开发提供了可靠的技术手段.     

水力压裂技术的发展现状

综述了近期国内外水力压裂工艺技术的发展现状,着重阐述了优化压裂设计、压裂液和支撑剂、裂缝检测和控高技术、端部脱砂压裂和重复压裂等技术的应用和发展情况。指出应研究和发展裂缝的控制技术,在中高渗透地层中应用端部脱砂压裂技术,扩大水力压裂的技术范围,发展矿场实时监测技术,提高施工的成功率。     

过硫酸铵与生物酶压裂破胶技术对比研究

压裂是低渗或特低渗油气井增产、注水井增注的一项重要举措,压裂液破胶不及时、不彻底乃至在裂缝中形成滤饼,降低了油层裂缝的导流能力,因此压裂液的破胶效果直接影响压裂液的返排和增产,本文主要结合延长油田子长采油厂低渗或特低渗油层的情况,针对生物酶与过硫酸铵破胶各自机理,半乳甘露聚糖生物酶与压裂液添加剂的配伍性,两者与油层水质配伍性及胍胶残留物对地层的伤害情况和现场实际应用后的效果进行综合对比,寻求最佳的破胶剂为油田压裂破胶剂找到合理的解决方案。     

低渗透油藏重复压裂机理研究及现场应用

对重复压裂造缝机理的研究表明，重复压裂井由于初次压裂裂缝以及油层生产活动引起的压力下降，导致近井地带的应力场发生变化，从而在重复压裂过程中引起裂缝的重新定向。结合华北油田桐西断块储层低渗透的特点，进妒了重复压裂参数的优化和压裂材料的选择，提出了选井选层的原则。重复压裂技术在桐47-43x井成功实施，取得了很好的增油效果，为桐西断块储层下一步的开发提供了重要的技术措施。     

体积压裂技术在煤层气开采中的可行性研究

中国煤层气储量丰富,但由于煤储集层低饱和度、低渗透率、低压力等特点使煤层气井的开采效率极低。为了获得煤层气的高效产出,借鉴北美页岩气藏体积压裂改造工艺的成功经验,从天然裂缝发育程度、岩石成分和缝网构造机理3个方面提出了体积压裂的控制条件,对比了煤层气与页岩气的勘探技术和地质特征等,针对性地剖析了体积压裂技术在煤层气开发中的有效性与局限性。研究结果指出,体积压裂改造工艺技术可明显改善煤储集层的渗流环境,提高单井产量;其增产改造效果与煤储集层内天然裂缝、节理与层理等结构薄弱面的发育程度、岩石的脆性指数和水平主应力差值等密切相关;在压裂工艺允许的范围内,压裂改造体积越大,增产效果越显著。用MEYER软件数值模拟了山西临汾煤层气井组的一口井,结果表明,在煤储集层内实施体积压裂技术是可行的,这对今后煤层气的开采研究具有重要的指导意义与现实价值。     

煤层气压裂井裂缝参数优化及效果评价

因煤层复杂渗流机理及低孔低渗特征,煤层气均需采取压裂改造措施进行开采。为了正确认识压裂参数对煤层气井产能、采出程度及井网部署的影响规律,从储层应力形变及煤层气解吸、扩散、渗流流固耦合分析出发,建立压裂井气水两相非线性渗流模型,研究裂缝参数、储层非均质性对井距及井网类型优化的影响,并且采用注入压降试井解释对压裂工艺参数进行评价。研究结果表明：煤层流体以非线性渗流为主,物性呈现先下降后上升的特征,存在启动压力梯度的影响;井距优化应考虑裂缝方向、裂缝穿透比、裂缝导流能力等因素的影响;矩形与菱形井网选择要参考储层各向异性系数的临界值;避免注入压降测试中井筒液面的变化及测试段的选择对试井解释结果的影响,提高压裂效果解释评价准确性。研究对煤层气压裂井裂缝、井网参数优化及提高压裂效果评价准确性具有较好的指导意义。     

一种砂岩缓速酸酸岩反应模型的建立

砂岩酸压增产改造工艺技术在复杂岩性、低渗透、特低渗透、非常规及特殊油气藏的勘探开发中,得到了越来越广泛的应用。砂岩储层酸压的关键在于形成较高导流能力的酸蚀裂缝,为了有效改造储层和减轻二次伤害,常采用缓速酸液体系进行砂岩酸压。为了完善砂岩缓速酸的酸压理论,科学指导砂岩酸压设计和现场施工,基于酸液缓速机理和酸岩反应机理,建立了砂岩缓速酸酸压中裂缝内和滤失区的酸液浓度分布和矿物浓度分布模型,并用于计算酸蚀裂缝导流能力、酸液滤失区孔隙度和渗透率的改善程度。实例模拟结果表明：缓速酸酸压可保证酸蚀裂缝和滤失区具有较高的HF浓度,有利于增加酸液有效作用距离和改善基岩孔隙度和渗透率,但过高的HF浓度则会产生硅胶沉淀,对储层造成二次伤害,从而降低酸压效果;单一氟硼酸和氢氟酸的复合缓速酸液体系产生的导流能力随裂缝长度的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而应考虑采用多种酸液多级交替注入酸压。     

油田转向压裂用暂堵剂研究进展

暂堵剂能够暂时封堵高渗层,迫使工作液转向压裂低渗层,进而实现储层的均匀改造,具有封堵强度大、对地层无伤害、施工工艺简单等优点。根据暂堵剂在裂缝中作用机理的不同,本文将暂堵剂分为颗粒类、纤维类、胶塞类和复合类等四种类型,综述了四种类型暂堵剂的暂堵机理、技术特点以及现场应用情况。     

伊川凹陷屯1井储层评价及压裂改造

通过对洛阳-伊川盆地伊川凹陷屯1井压裂层段的系统评价,分析认为该井压裂层段具有低孔、低渗、极低产特征。核磁测井有效孔隙度3.3%,渗透率0.645×10-3μm2;成像测井显示裂缝发育,测井评价是基质孔隙度+裂缝型储层。试油测试自然产气量仅53m3/d,测试二关井压力恢复数据定性分析认为裂缝较发育,基质孔隙渗透性极差,常规压裂改造增产效果差。应用非常规压裂技术基本方法对射孔方式、泵注管柱、施工规模、压裂参数进行优化,采用高排量、高液量、低粘度、低砂比的压裂方案,力争形成多缝、复杂裂缝,增加泄流面积。通过非常规压裂改造,10mm油嘴放喷,油压3.1～3.5MPa,日产气6600～7000m3,实现了河南外围洛阳-伊川盆地油气勘探的重要突破。     

低渗气藏水平井压裂裂缝参数优化

针对低渗气藏水平井压裂产能预测和裂缝参数优化存在的主要问题，采用数值模拟的方法，从气体在低渗气藏中的渗流机理研究入手，同时考虑了气体非达西渗流对产量的影响，建立了低渗气藏水平井压裂产量预测的非达西渗流模型，利用该模型编制了低渗气藏水平井压裂产量预测及裂缝参数优化软件，并对现场实例进行了模拟优化计算，研究了裂缝条数、裂缝导流能力和裂缝长度等参数对水平井压裂产量的影响，并通过结果分析对这些参数进行了优化，得到了影响水平井产能的主要裂缝参数等。