二连盆地乌兰花凹陷花岗岩储层改造技术研究及应用

通过对乌兰花凹陷花岗岩裂缝性储层进行研究,分析了花岗岩的岩石矿物成分、孔隙结构、裂缝产状等基本特征,梳理了裂缝性花岗岩储层改造难点,并以此为出发点,借鉴非常规储层改造理念,形成了促进油气-裂缝的连通,增大油气-裂缝接触面积的储层改造工艺技术,同时配套形成复合压裂液体系及全尺度支撑剂组合注入技术。该技术已应用在探井Lan47井花岗岩裂缝储层改造中,获得良好的应用效果,对乌兰花凹陷花岗岩储层勘探开发具有重要的借鉴意义。     

XRD衍射岩性识别技术在二连盆地乌兰花凹陷的应用

二连探区储层具有"类型多样、岩石学特征复杂"的特点,且钻井采用"高泵压、高转速、切削、研磨"的破岩方式,造成岩屑细碎、甚至呈粉末状,岩性识别困难大,而岩性识别是恢复井筒地质剖面、地层对比和层位确定的基础。通过XRD衍射岩性识别技术,实现了岩石成分精细、定量分析,并结合人工颜色、构造、显示综合分析,形成矿物检测为主,人工鉴定为辅的多项岩性识别技术组合,从成分、结构、构造等多角度进行分析,以实现二连盆地乌兰花凹陷储层岩性精准定名。     

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷煤储层物性及煤层气资源有利区评价

以吉尔嘎朗图凹陷地区煤层气探井岩心和实验资料等为依据,探讨了吉尔嘎朗图凹陷地质构造演化特征,全面分析了凹陷煤岩与煤质、煤岩组成、煤层厚度、含气量及孔隙度等物性条件,确定凹陷在垂向上和横向上的有利区块。研究表明:在垂向上,认为吉尔嘎朗图凹陷赛汉塔拉组Ⅲ号煤、Ⅳ号煤和Ⅴ号煤是主要的含煤地层,煤岩含气性好,煤层累计厚度大,煤层物性总体上较好,富集条件好;在平面上,确定吉尔嘎朗图凹陷赛汉塔拉组Ⅲ号煤、Ⅳ号煤和Ⅴ号煤层的有利区块,有助于推进我国二连盆地低煤阶煤层气资源的勘探进程。     

压裂裂缝对页岩储层压力影响模拟研究

基于双重介质模型,建立页岩气流固耦合渗流模型。模型考虑了储层压力改变对裂缝和基质渗透率的影响,通过COMSOL Multiphysics软件建立页岩气多段压裂开采物理模型并进行求解,模拟页岩气开采过程中气体流动。通过改变压裂裂缝参数,观察页岩储层压力的变化。     

沁南地区15~#煤压裂改造技术研究及应用

沁水盆地15~#煤层为3~#煤层产能接替煤层,为研究适合沁南地区15~#煤层的压裂工艺,以沁南某试采区为例,从构造、地应力、水文条件、煤储层参数等多方面分析了试采区地质条件的可行性。根据储层地质认识制定了配套的压裂开发工艺方案,形成了适用于试采区的压裂液体系、支撑剂组合、压裂施工参数,现场应用取得了一定的效果,对指导以后沁水盆地15~#高阶煤层的开发有重要意义。     

煤层气储层水力压裂裂缝扩展模型分析及应用

以往对于水力压裂裂缝扩展模型的研究,主要集中在砂泥岩储层,而对煤储层的研究较少。以沁水盆地安泽区块煤层气储层为例,建立了水力压裂裂缝扩展模型并对该模型的现场应用进行了研究。首先通过煤储层水力压裂裂缝形态的分析,选取相应的裂缝模型;然后运用滤失经典理论并结合煤储层应力敏感性特征,提出了动态滤失系数计算方法,进而建立了裂缝扩展数学模型并对影响缝长的主要因素进行了评价;最后,应用模型对煤层气井的裂缝几何参数进行计算,并与现场裂缝监测数据比较,提出了模型适用的地质条件。研究结果表明:安泽地区煤储层水力压裂以形成垂直缝为主;考虑煤储层应力敏感性后,研究区综合滤失系数从3.36 mm/min1/2增大到4.24 mm/min1/2,在影响缝长的诸多参数中,排量、滤失系数和压裂时间是最主要的3个因素;模型计算缝长和裂缝监测数据吻合较好,但模型应用也有一定的限制条件,适用于水力压裂不压开煤层顶底板,以及天然裂缝发育较少的煤储层。     

巴彦河套盆地片麻岩储层改造工艺研究及应用

巴彦河套片麻岩储层具有埋藏浅、低温、低孔低渗透、天然裂缝发育、孔喉连通性差、非均质性强等特征,储层改造过程中存在加砂困难、缝高失控、压裂液难以破胶等风险,根据上述难点,结合岩石力学分析和非常规储层压裂理论,形成了水力裂缝沟通天然裂缝、多裂缝延伸形成缝网,增渗增产的储层改造工艺技术,同时配套多尺度裂缝支撑、缝高控制及低温破胶技术。该技术在巴彦河套盆地片麻岩裂缝储层的3口井已得到成功应用,压后产油量10.50～27.96m³/d,平均产油量达到19.83m³/d,对巴彦河套盆地片麻岩裂缝储层后期勘探开发具有重要的借鉴意义。     

解堵性二次压裂在樊庄煤层气井的应用

樊庄区块煤层气并使用清洁液压裂后,由于破胶不彻底导致裂缝堵塞而使煤层气井产量低。通过对压裂液进行室内实验优选出适合樊庄区块煤层气井的压裂液体系,优化施工工艺,开展活性水二次压裂,达到解堵增产的目的。樊庄区块现场实施2l井次,取得了很好的增产效果。     

二连盆地群低煤阶煤储层孔隙发育特征研究

以二连盆地群霍林河盆地和白音华盆地低煤阶煤储层为研究对象,通过对煤储层物性特征、压汞曲线类型、孔径分布特征、孔隙结构类型划分的分析,研究低煤阶煤储层孔隙结构对煤层气吸附解吸的影响。结果表明:二连盆地群低煤阶煤储层孔隙系统发育良好,孔隙度较大,孔隙度Ⅳ煤组ⅢA煤3-1煤;孔隙结构以小微孔、大孔为主,孔径小于100 nm的小微孔和孔径大于1 000 nm的大孔对孔容贡献最大;基于孔隙孔径分布比例及孔径对煤层气储集和渗流的作用,把研究区孔隙结构类型划分为ⅡC封闭吸附型、ⅡO开放吸附型、ⅠC封闭渗流型、ⅠO开放渗流型4类,其中ⅡO开放吸附型最有利于煤层气的富集和产出;将霍林河盆地Ⅳ煤组、ⅢA煤储层和白音华盆地3-1煤储层相比较,ⅢA煤孔隙结构最有利于煤层气储集和开发。     

煤储层破裂压力对压裂改造的影响与工程应用

我国煤储层渗透率普遍较低,低渗储层直接进行地面煤层气开发的效益较低,而水力压裂是增加煤储层渗透率和导流能力的有效手段。通过对沁水盆地PN-1井、PN-2井的测井参数进行分析,掌握煤储层的岩石力学特征,为煤储层水力压裂参数优化提供指导。结果表明：2口井的测井数据反演的煤层具有低泊松比、低杨氏模量、低强度、低破裂压力的特点;通过在前置液阶段控制施工排量及施工压力、提高阶段液量,可以有效避免压裂裂缝沿煤层顶底板之间的层间界面延伸及扩展至煤层顶底板;测井数据反演的PN-1井煤层破裂压力与实际压裂施工的破裂压力较接近,误差仅为3.01%,对压裂施工参数优化的指导意义较高;PN-2井煤层破裂压力略低于顶底板岩层的破裂压力,压裂初期的施工排量偏高,导致施工压力达到顶底板的破裂压力,压裂裂缝在顶底板之间延伸形成单一裂缝,改造效果及产气效果均较差。     

煤储层压裂裂缝导流能力计算模型及应用

裂缝导流能力是影响煤层气井产能的重要因素之一,除实验研究裂缝导流能力外,还需应用数学方法建立裂缝导流能力计算模型,实现对裂缝导流能力快速有效的评价。以Carman-Kozeny公式为基础,建立了不同条件下的煤储层裂缝导流能力计算模型,分析了支撑剂尺寸、铺置层数、闭合压力与裂缝导流能力的关系。结果表明:支撑剂粒径越大,铺置层数越多,裂缝导流能力越大;闭合压力与裂缝导流能力呈现负相关关系;相同闭合压力时,支撑剂多层铺置的导流能力明显大于单层铺置时的导流能力。建议在压裂前期,使用较小粒径的支撑剂,使裂缝延伸更长;后期尾追较大粒径的支撑剂,提高近井地带的导流能力。     

温度循环及渗透压对单裂隙花岗岩裂隙开度影响的实验研究

干热岩地热开采中,花岗岩裂隙演化对热能提取至关重要。本文对温度为100 ℃~300 ℃的高温单裂隙花岗岩进行了渗流实验,研究了不同温度、温度循环及渗透压力对花岗岩裂隙开度的影响,得出:（1）无论温度为多高,裂隙开度随渗透压的增加呈增大趋势,但温度不同,裂隙开度随渗透压增加而增大幅度不同,存在明显的转折点,温度不同,转折点不同;（2）无论渗透压为多高,裂隙开度都随温度的升高而降低,但降低的幅度与温度有关;（3）无论循环温度为多高,在同一渗透压下,起初的数次温度循环中,裂隙开度是降低的,当循环次数逐渐增加,裂隙开度也增大,温度越高其增大的趋势越明显。     

低渗油藏渗流特征及开发对策研究（增刊）

注入压力高、吸水能力下降快是低渗油藏注水开发面临的难题。通过分析深层低渗油藏压敏、水敏、油水粘度比、相渗等因素对渗流特征的影响,获得油藏开发过程中储层物性及流体渗流变化规律;利用油藏工程原理及数值模拟技术,研究了裂缝方位、注入量、渗透率及注水时机对裂缝扩张注水效果的影响,证明裂缝扩展注水技术能够大幅度提高低渗油藏采出程度。研究成果对 改善低渗油藏注水开发效果具有重要指导意义。     

不同浓度、pH值 SDBS压裂液对页岩储层特性影响研究

在页岩储层压裂过程中,不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液体系会直接影响页岩储层稳定性,进而影响造缝性能。通过实验分析了页岩储层在不同浓度、pH值的SDBS压裂液作用下的膨胀抑制性、润湿反转性能。实验结果表明:0.02%SDBS压裂液下页岩储层的膨胀变形最小、膨胀变形速率最慢,即膨胀抑制效果最好;0.03%SDBS压裂液下页岩的润湿性改造最好,接触角为30°。 pH值为8的SDBS压裂液对炭质页岩的膨胀变形和膨胀速率起到了最佳的抑制作用;pH值为9的SDBS压裂液对炭质页岩的润湿反转起到了最好的效果,接触角为31.6°。综合分析认为不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液对页岩储层特性影响差异较大,说明在对页岩储层的开发利用中,调整SDBS浓度和pH值对提高页岩气开采效果是可行的。     

不同浓度、pH值SDBS压裂液对页岩储层特性影响研究

在页岩储层压裂过程中,不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液体系会直接影响页岩储层稳定性,进而影响造缝性能。通过实验分析了页岩储层在不同浓度、pH值的SDBS压裂液作用下的膨胀抑制性、润湿反转性能。实验结果表明:0.02%SDBS压裂液下页岩储层的膨胀变形最小、膨胀变形速率最慢,即膨胀抑制效果最好;0.03%SDBS压裂液下页岩的润湿性改造最好,接触角为30°。pH值为8的SDBS压裂液对炭质页岩的膨胀变形和膨胀速率起到了最佳的抑制作用;pH值为9的SDBS压裂液对炭质页岩的润湿反转起到了最好的效果,接触角为31.6°。综合分析认为不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液对页岩储层特性影响差异较大,说明在对页岩储层的开发利用中,调整SDBS浓度和pH值对提高页岩气开采效果是可行的。     

压裂液体系对储层伤害试验研究

针对目前压裂液体系长期滞留对储层伤害的问题,通过模拟各压裂段施工条件,然后就不同压裂体系对储层的伤害进行试验与评价。实验结果表明,压裂体系滞留对低渗透层均存在不同程度的伤害。随着压裂体系滞留时间的增加,对储层的伤害程度也增加,但伤害率的增加幅度却不断减小。其中,PPQ压裂体系对储层伤害最大,对3个研究区的平均伤害率分别为64.00%、81.95%、66.50%;残渣的存在导致PPQ和胍胶对低渗透率储层伤害较大,清洁压裂液对储层的伤害则较小。     

微裂隙中水泥浆液渗滤效应的可视化试验研究

在微裂隙岩体注浆过程中,水泥浆液的渗滤效应对注浆效果的影响显著。自主研制了一套微裂隙注浆可视化试验系统,该系统由注浆系统、微裂隙模型以及监测系统3个部分组成,监测系统又分为显微监测系统和压力流量监测系统。当水泥浆液进入微裂隙模型后,利用显微监测系统对裂隙入口处的渗滤效应进行实时观测。利用压力流量监测系统对注浆试验过程中的注浆压力以及累计流量进行自动记录。运用自主设计的微裂隙注浆可视化试验系统,对微裂隙中的水泥浆液渗滤过程进行试验研究。采用3种水泥浆材(超细水泥Ⅰ、超细水泥Ⅱ和普通水泥),研究在注浆压力2.0 MPa、水灰比1.0的条件下,不同水泥颗粒粒径大小在不同裂隙开度下的浆液渗滤效应。通过试验发现,当裂隙开度较小时,在裂隙入口处形成了完整的半圆拱形滤饼;随着裂隙开度的增加,在裂隙入口处形成断续分布状滤饼;当裂隙开度增加到无渗滤发生时,裂隙入口处仅残留少量水泥颗粒附着物。通过试验获得了3种水泥的最小可注入裂隙开度大小b min和最小无渗滤裂隙开度大小b crit:超细水泥Ⅰ的b min和b crit分别为80和280μm;超细水泥Ⅱ的b min和b crit分别为100和300μm;普通水泥的b min和b crit分别为140和310μm。研究结果发现水泥粒径的减小对最小可注入裂隙开度大小的影响较大,但对最小无渗滤裂隙开度大小的影响较小。结合渗滤趋势k值,发现随着水泥粒径的减小,相应的k min和k crit值会随之增加,水泥浆液更容易在裂隙入口处发生渗滤,这是因为超细水泥比表面积更大,水泥颗粒间易发生团聚。     

煤系“三气”共采产层组压裂裂缝扩展物模试验研究

硬脆性砂岩、页岩储层与塑性的煤层组合开发时,层间应力差、岩性差异、界面性质等因素会对水力裂缝扩展产生较大影响,复合储层人工裂缝扩展规律存在认识不清的难点,给储层改造方案的合理设计带来了难度。基于此,选取鄂尔多斯盆地东缘临兴地区天然露头岩石进行不同岩性组合,开展室内大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验,研究不同地应力差、弹性模量差异、煤岩割理等参数对水力裂缝起裂及扩展的影响。结果表明:水力裂缝起裂方向受地应力条件及近井筒天然弱面共同控制;当应力差在4~6 MPa时,既能保证裂缝穿透界面,又能保证高效沟通煤岩中天然弱面形成网络裂缝;层间弹性模量差异越大,缝内流体压力越高,穿透界面时释放的压力脉冲有助于激活煤岩中的微裂缝形成复杂的裂缝网络。水力裂缝在煤岩中的扩展路径受割理影响较大,易发生转向或者分叉扩展;水力裂缝穿透界面时压裂曲线存在明显的2次憋压,沟通煤岩割理过程中压裂曲线上下波动明显。研究复合储层水力裂缝起裂及扩展规律可为油田现场预测裂缝形态以及优化泵注程序提供参考。