基于页岩气井返排特征的闷井时间优化方法

为确定页岩气井压后闷井时间，提高最终采收率，提出了基于页岩气井返排液特征的闷井时间优化方法。首先，以泸州地区深层页岩和威远地区中深层页岩为研究对象，开展自发渗吸试验确定实验室尺度闷井时间；然后，利用返排液矿化度和返排率数据反演得到矿场尺度裂缝宽度和特征长度；最后，结合自发渗吸无因次时间模型，计算得到矿场尺度闷井时间。结果表明，矿场尺度闷井时间与岩心尺度闷井时间并不一定呈正相关关系，其结果受渗吸速率、返排液矿化度和返排率等因素影响。研究结果为页岩气井压后闷井时间优化提供了一种新的方法。     

复兴地区高含黏土页岩凝析气藏渗吸排驱及液体渗流特征研究

复兴地区凉高山组为高含黏土页岩凝析气藏,体积压裂改造后闷井和返排期间易出现反凝析和液锁现象,影响开采效果。为准确了解高含黏土页岩凝析气藏的渗吸排驱和液体渗流特征,优化闷井转排驱时机,选取储层岩心,开展了气水渗吸排驱试验和三相渗吸排驱试验,采用核磁共振、恒压驱替相结合的方式,量化了渗吸排驱过程中压裂液的水锁伤害特征及凝析油的可流动特征;建立了液锁伤害表征方法,并模拟了矿场尺度闷井过程中的水锁特征。研究结果表明：该页岩储层压裂渗吸阶段岩心的渗吸采收率在50.22%～57.14%;渗吸液矿化度越低,返排率越低,水锁伤害率越高;油锁伤害率低于水锁伤害率;存在束缚水时,凝析油的临界可流动饱和度约可降低20%;若以闷井后解除近裂缝水锁伤害为目标,闷井时间以20～30 d为宜。研究结果为复兴地区高含黏土页岩凝析气藏高效开发提供了理论依据。     

从闷井压力反演页岩油水平井压裂裂缝参数和地层压力

页岩油压裂水平井投产前普遍先闷井,为快速评价体积压裂效果,提出基于页岩油藏闷井压力数据的压后评估方法。通过闷井数值模拟,表征压裂水平井缝网改造区域的压力扩散与流体运移规律,并建立闭合后线性流计算模型和裂缝储集控制数学模型,形成反演裂缝参数与地层压力的计算方法。结果表明,压裂停泵后改造区域依次经历井筒末段裂缝控制、全井段裂缝控制以及储集层基质控制下的9个流动阶段,其压降导数在双对数坐标下为不同斜率的多个直线段;应用于吉木萨尔凹陷4口典型页岩油水平井,证明了闷井压力数据能用于裂缝参数和地层压力反演,也验证了提出方法的适用性,可供评价压裂作业效果和优化平台井距借鉴。     

页岩油水平井压裂渗吸驱油数值模拟研究

为了提高压裂页岩油水平井产量预测精度、优化闷井时间及压裂液用量等参数,建立了一种考虑压裂液注入、闷井渗吸及开井生产的压裂页岩油水平井油水两相渗流数学模型,利用控制体积有限元法求其数值解,模拟了渗吸作用下基质–裂缝油水置换的过程,获得了油水压力场、速度场、产量及含水率的动态变化.分析了压裂渗吸驱油特征,优化了闷井时间和压...     

涪陵页岩气田压裂后闷井工艺适应性初探

利用X射线衍射、扫描电镜,结合自发渗吸、核磁共振实验,研究了涪陵页岩气储层特性及其对压裂液渗吸和扩散的能力,探索了涪陵地区储层的渗吸及孔隙内部压裂液流动规律,评价了涪陵地区页岩气储层压裂后闷井的潜力,分析了储层物性对压裂后闷井效果的影响,并开展了压裂后闷井试验。结果表明：涪陵页岩气储层具有一定的压裂后闷井的潜力,压裂后闷井可有效降低试气阶段的压裂液返排量,增强储层与压裂液的相互作用,增加初期测试产量;层理和微裂隙发育程度、储层改造效果是影响闷井效果的关键因素,储层对压裂液的渗吸、扩散以及储层微裂隙的诱导是增强产能的关键机理。该研究结果可为其他地区开展压裂后闷井提供依据和参考。     

页岩油储层压裂井间干扰条件下受干扰井排采特征——以吉木萨尔页岩油储层为例

为提高页岩油储层单井动用程度、维持高产量生产，开发井距不断缩小，导致压裂井间干扰现象频发，受干扰井排采特征尚不明确。以多区复合模型为基础，结合双重介质等效压裂缝网模拟方法，建立干扰井和受干扰井数值模型，将页岩油储层受干扰井排采划分为闷井、返排、早期生产3个阶段，对压裂井间干扰条件下受干扰井的排采特征进行了研究。研究表明：闷井阶段邻井压裂干扰延缓了受干扰井地层缝网中压力衰减速度，干扰对生产的影响程度取决于裂缝连通类型；早期生产阶段，随井间连通裂缝条数的增加，压裂井压力受影响程度增大，受干扰井产量增加，但增加幅度受连通裂缝数量影响表现出明显差异。该研究为明确页岩油储层压裂井间干扰条件下受干扰井排采特征、制定合理的压后排采制度提供一定的指导。     

注入水矿化度对盐间页岩油储层物性影响研究

针对江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层注水开发造成盐溶解及地层坍塌问题,通过岩心渗吸-驱替实验,利用核磁共振、扫描电镜等方法,从微观和宏观角度研究了不同矿化度注入水对岩心孔隙结构、渗流能力的影响。结果表明：在中矿化度水中渗吸的岩心T₂（弛豫时间）谱的右峰随渗吸时间逐渐向左移动,岩心发生水敏效应,导致孔隙结构变小。在超纯水中渗吸的岩心T₂谱峰的右翼随渗吸时间逐渐向右移动,表明注入水逐渐向较大孔隙运移,岩心内可溶盐类发生溶解,导致孔隙结构变大。经中矿化度水驱替后,盐间页岩油岩心渗透率降低20.45%,产出液中离子含量少量增加;经低矿化度水和超纯水驱替后,岩心渗透率分别增大34.76%、61.15%,产出液中离子含量均大量增加。该结果解释了现场注水开发造成地层坍塌的现象,对盐间页岩油藏注水开发生产具有一定理论指导意义。     

吉木萨尔页岩油微观产出机理与提高采收率方法探讨

吉木萨尔页岩油产量递减快,采收率低,研究吉木萨尔页岩油提高采收率机理与方法具有重要意义。研究了吉木萨尔页岩油产出的微观机理及可动性主控因素,提出了吉木萨尔页岩油的提采方法与对策。得出流体压差和渗吸驱油是吉木萨尔页岩油的主要产出机理,低界面张力表活剂、CO_2吞吐可提高原油可动性,裂缝密度与均匀度、地层能量、介质与原油相互作用是影响页岩油采收率的主要因素。建议针对新井与老井、单井与井组制订不同的提采措施,通过压裂与提采一体化、注入介质优选、一次井网同步压裂,提高原油可动性,实现均衡动用来提高总体采收率。     

页岩储层水相渗吸作用规律实验

页岩富含多组分矿物和发育多尺度微米—纳米孔隙使得微观渗吸作用机理十分复杂。以四川盆地川南地区龙马溪组页岩为研究对象,自主研发了考虑储层温度和压力条件下的页岩渗吸实验装置,并结合低场核磁共振技术实现了对流体在页岩孔隙中运移与分布规律的在线监测。在此基础之上,利用场发射电镜与纳米CT扫描技术对页岩微观结构动态变化进行定点观测,分析了诱导微裂缝动态扩展规律和微观作用机理。实验结果表明,页岩水相渗吸过程分为渗吸扩散段、渗吸过渡段、渗吸平衡段3个阶段,其中渗吸扩散段为渗吸能力主要贡献段,在渗吸初期,毛细管压力为主要渗吸动力。储层围压对页岩渗吸能力有抑制作用,水相在岩心内部分布形状呈梯形,当渗吸5 d时,渗吸深度为4~6 cm。页岩渗吸作用诱导微裂缝以页理缝为主,具有明显的方向性,沿着矿物与岩石胶结弱面进行扩展。能谱测试显示,诱导微裂缝区域碳和硅元素含量最高。黏土矿物在诱导裂缝产生与扩展中起主导作用,起裂时间与渗吸能力呈负相关,在实验条件下,测试页岩气井最短焖井实验时间为5 d。     

中国致密油藏压裂驱油技术进展及发展方向

针对致密储层"注不进、采不出"的难题,提出"压—注—采"一体化作业的压裂驱油技术。梳理中国国内油田低渗致密储层压裂驱油技术发展的4个阶段:基质渗吸-油水置换采油、裂缝—基质动态渗吸采油、缝网压裂-蓄能增渗采油以及压裂驱油-焖井渗吸采油。明确压裂驱油6个方面技术特征:①细分切割体积压裂,提高缝控程度;②近破裂压力注水,形成大量微裂缝,扩大波及体积;③高压力持续注水,增加孔喉尺寸,改善渗流通道;④前置大液量注入,补充地层能量;⑤焖井渗吸置换,提高驱油效果;⑥添加压驱化学剂,增强洗油效率。综合考虑压驱地质特征、作用机理、工艺参数以及配套设施,深度剖析当前中国致密储层改造面临的地质-工程问题,提出压裂驱油未来4个方面技术攻关方向:①加强地质—工程一体化研究,优化油藏工程注采井网布局;②深化水平井立体改造技术,提高致密储层动用水平;③开展压驱技术作用机理研究,助力压驱工艺参数优化;④完善低成本高效率压驱配套技术,助推致密储层开发降本增效。     

页岩储层压裂液渗吸-离子扩散及其影响因素

研究页岩气井压裂液返排率及返排液矿化度变化规律是深入认识储层和评价人工缝网发育程度的重要手段之一,但目前对压裂液由人工裂缝渗吸进入基质和盐离子由基质扩散进入人工裂缝的机理及主控因素尚不清楚。针对中国典型页岩储层开展了室内自发渗吸实验,并采用电导率仪监测了溶液中的离子含量变化,结果表明:盐离子扩散是伴随着毛细管力和粘土吸附力驱动下的压裂液渗吸进行的,压裂液渗吸进入页岩基质为盐离子的扩散创造了通道和条件;粘土矿物含量及类型对渗吸能力和离子扩散能力的影响较大,粘土含量越高,渗吸和离子扩散能力越强,伊蒙混层和伊利石的存在能够大大提高页岩储层的渗吸和离子扩散能力。此外,压裂液中阳离子表面活性剂可以改变毛细管力,进而降低渗吸-离子扩散能力;KCl溶液可以抑制粘土吸附作用,进而降低压裂液渗吸-离子扩散能力。研究页岩储层的压裂液渗吸-离子扩散及主控因素对深化储层特认识、优化返排制度以及评估水锁伤害的程度具有重要意义。     

致密岩心带压渗吸规律实验研究

致密油藏体积改造压后闷井过程中发生的渗吸置换,通常在压差（基质外部流体压力与孔隙压力之差）作用下进行,但渗吸置换物理模拟却通常在常压下进行（即自发渗吸）,带压条件下的渗吸置换特征尚未提及。为研究压差作用下的渗吸置换（即带压渗吸）规律,首先,建立基于低场核磁共振测试技术的带压渗吸实验方法;其次,分析自发/带压渗吸的异同;最后,建立带压渗吸无因次时间模型。结果表明,质量分数为96.76%~97.25%的油相集中分布于纳米孔（1 ms ≤ T₂ ≤ 100 ms）内,纳米孔是主要储集空间;相比于自发渗吸,带压渗吸置换效率大幅提升是由强化的渗吸作用和压实作用共同造成的;岩心尺度建立的带压渗吸无因次时间模型可行,为确定油藏尺度压后闷井时间提供了新思路。     

陆相页岩油气水平井穿层体积压裂技术

针对陆相页岩油气储层纵向不同岩性夹层发育、黏土含量高等对压裂带来的挑战，研究提出了陆相页岩油气水平井穿层体积压裂技术。该技术主要包括陆相页岩油气储层可压性评价、以预计最终可采储量（EUR）为目标的裂缝参数优化、以单簇裂缝模拟为基础的压裂施工参数优化、以提高远井缝高为基础的全程穿层压裂工艺优化、渗吸驱油一体化压裂液体系及性能评价和以渗吸机理为基础的压后闷井制度优化方法。研究结果表明，陆相页岩油气压裂的裂缝复杂性程度普遍较低，要实现体积压裂应聚焦于压裂主裂缝的密切割和全程穿层压裂。现场试验结果表明，穿层体积压裂技术可使产量提高20%以上，表明该技术具有推广应用价值。     

动态渗吸对超低渗透油藏开发的影响及应用

针对超低渗透油藏渗透率低、孔喉结构复杂、非均质性强、常规注水难以建立有效驱替、裂缝-基质间渗吸作用强等问题,运用室内渗吸实验和相似理论,在分析超低渗透油藏动态渗吸驱油机理的基础上,得到动态渗吸特征及主要影响因素,并将实验室数据应用到油田现场。实验结果表明:影响超低渗透油藏动态渗吸的主要因素包括润湿性、注入速度、裂缝密度、吞吐周期等。其中,润湿性是渗吸的主要影响因素,岩石亲水性越强,渗透率越高,裂缝越多,动态渗吸效果越好;适合超低渗透油藏开发的注水速度为0.1 mL/min;合理吞吐周期为2～3个,优化闷井时间为30 d左右。矿场试验表明,鄂尔多斯盆地A油田5口水平井进行体积压裂并利用动态渗吸采油后,平均含水下降20个百分点,5口水平井累计增油2 145 t,效果显著。研究成果对超低渗透油田生产方案的制订有指导意义。     

致密砂岩储层渗吸稳定时间影响因素研究

针对致密砂岩储层闷井时间优化问题,基于长庆油田延长组致密砂岩储层岩心自发渗吸实验研究,统计了不同参数条件下岩样渗吸稳定时间,分析了渗透率、矿化度、模拟油黏度、界面张力等因素对渗吸稳定时间的影响。研究结果表明：渗吸稳定时间与渗透率呈“V”字型关系,渗透率小于0.2×10^-3μm²时,渗吸稳定时间随渗透率增大而减小,渗透率大于0.2×10^-3μm²时,岩心由于孔喉结构的影响始终未能达到渗吸稳定状态;置换液矿化度越高,由于盐浓度差的影响,渗吸稳定时间越长;饱和模拟油黏度越高,越不利于流体渗吸置换,渗吸稳定时间越长;置换液与饱和模拟油界面张力越小,渗吸稳定时间越短;影响渗吸稳定时间因素排序从大到小依次为渗透率、界面张力、原油黏度、矿化度。研究结果对致密砂岩油藏渗吸实验分析及单井体积压裂闷井生产具有一定的指导意义。     

页岩气储层渗吸与盐离子扩散相关关系北大核心CSCD

综合考虑孔隙度、渗透率、含水饱和度差、表面张力、润湿角和单位壁面离子附着量等因素对页岩气储层渗吸和离子扩散能力的影响,基于气水两相渗流理论建立了压后闷井期间压裂液向储层渗吸和盐离子向压裂液扩散的数学模型,并进行了模型验证及影响因素分析,结果表明:压裂液向页岩中的渗吸和盐离子向压裂液中的扩散同步,且渗吸能力和离子扩散能力都与时间平方根保持了较好的线性关系。随着孔隙度和表面张力增加,渗吸速率和离子扩散速率同步增加;随着页岩润湿角增加,渗吸速率和离子扩散速率同步减小;随着渗透率和含水饱和度差增加,渗吸速率增加而离子扩散速率减小;随着单位壁面离子附着量增加,离子扩散速率呈线性增加。本文研究结果可为深入认识压裂液返排率及返排液盐度变化的微观机理与控制因素,进而开展返排制度优化及压后评估提供借鉴意义。     

页岩气储层渗吸与盐离子扩散相关关系

综合考虑孔隙度、渗透率、含水饱和度差、表面张力、润湿角和单位壁面离子附着量等因素对页岩气储层渗吸和离子扩散能力的影响,基于气水两相渗流理论建立了压后闷井期间压裂液向储层渗吸和盐离子向压裂液扩散的数学模型,并进行了模型验证及影响因素分析,结果表明:压裂液向页岩中的渗吸和盐离子向压裂液中的扩散同步,且渗吸能力和离子扩散能力都与时间平方根保持了较好的线性关系。随着孔隙度和表面张力增加,渗吸速率和离子扩散速率同步增加;随着页岩润湿角增加,渗吸速率和离子扩散速率同步减小;随着渗透率和含水饱和度差增加,渗吸速率增加而离子扩散速率减小;随着单位壁面离子附着量增加,离子扩散速率呈线性增加。本文研究结果可为深入认识压裂液返排率及返排液盐度变化的微观机理与控制因素,进而开展返排制度优化及压后评估提供借鉴意义。     

致密砂岩油藏高温高压动态渗吸特征及影响因素

为解决致密砂岩油藏水驱过程中基质动用程度低的问题,开展了4种典型表面活性剂作用下的注水吞吐动态渗吸岩心实验,研究了表面活性剂质量分数、驱替速度、注入量、闷井时间、渗透率、裂缝对动态渗吸效果的影响。研究结果表明:动态渗吸驱油效率随驱替速度的加快先提高后降低,随表面活性剂质量分数、注入量和闷井时间的增加而提高,但驱油效率的增幅不断降低;采用AEO-2型阴离子表面活性剂的渗吸效率最高,其最佳注入方式为0.3%质量分数、0.1 mL/min驱替速度、1.2倍孔隙体积注入量和18 h闷井时间;渗透率、裂缝与动态渗吸效率呈正相关性,开展大规模体积压裂和酸化改造是提高动态渗吸效果的重要因素。矿场试验结果显示,油井经过注水吞吐动态渗吸后,平均产油量提高幅度达166%,平均含水率下降幅度达25.8%,增油降水效果显著,具有较大的应用和推广前景。     

页岩油藏滞留压裂液损益效应的数值模拟研究

页岩储层水力压裂后返排率较低,大量压裂液滞留于地层,对后续生产存在着重要的影响。针对美国Bakken盆地中部一口页岩油井的生产动态及地质情况建立了其数值模拟模型,分析了压裂后的生产过程中,孔-缝系统内油水运动规律以及延长闷井时间对于日产油量、累产油量、累产水量等因素的影响。结果表明,在整个生产阶段,在毛细管压力的作用下压裂液自发向储层内部运移,最远运移到距离裂缝7.62m处,且在向基质中运移的同时置换出一部分油,尽管压裂液会降低油相相对渗透率,但总体来说,对油井产能的影响利大于弊。延长闷井时间可提高生产早期的产量,但对于长期的累积产量影响不大。研究结果旨在探明压裂液在储层中滞留的损益效益及油水运动规律,可为确定页岩油藏最佳生产制度提供理论指导。     

页岩油藏压裂水平井压–闷–采参数优化研究

目前在页岩油藏的多段压裂水平井压–闷–采过程中,缺乏系统完善的水平井压裂参数优化方法,为此,基于动态反演理论,建立了压裂参数优化方法.首先,根据页岩油藏压裂后形成的复杂缝网,采用数值理论和离散裂缝方法,建立了考虑页岩油储层特征和复杂天然裂缝的多段压裂水平井数值模型(EDFM-NM),得到了含离散天然裂缝的油藏压力解及多...