特低渗透裂缝性油藏转向压裂试验

压裂是低渗透油田增产的主要措施,并且也是效果明显见效最快的增产手段。但是,随着开发时间的延长,压裂效果随着时间的推移而逐渐变差,单井产量递减,必须通过重复压裂来提高产量。但重复压裂只是压开原有老缝,增油效果差、有效期短。利用转向压裂技术,暂堵老缝,压开新缝,增大剩余油的泄油面积,提高单井产量,增油效果明显。     

低渗透油藏重复压裂机理研究及运用

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。结合长庆油田陇东三叠系油藏低渗透的特点,进行了重复压裂施工参数的优化和暂堵剂材料的选择,提出了重复压裂最佳时机选择的原则。重复压裂技术在西峰油田和华152区块的成功实施,取得了很好的增油效果,为陇东三叠系油藏低渗透储层下一步的开发提供了重要的技术措施。     

井下重复水力压裂技术在保安煤矿的应用

为了更好地提高煤储层的渗透率,减少水力压裂盲区,提出了井下重复水力压裂增透技术,并阐述了井下水力压裂的一般工艺流程。根据保安煤矿地质及煤层特征,设计了该矿重复水力压裂的关键技术参数,并进行了重复水力压裂试验和压裂效果检验。结果表明:未压裂区域单孔瓦斯抽采纯量和抽采浓度平均为0.0024m3/min和6.2%,压裂区域平均为0.0051m3/min和11.2%,分别提升1.13倍和0.81倍,瓦斯抽采效果提升显著;未压裂煤体透气性系数为0.007861m2/(MPa2·d),压裂后为0.317582m2/(MPa2·d),提高40倍以上;水力压裂后百米流量衰减系数由原始煤体百米流量衰减系数0.024减小到0.021,降低了12.5%。试验结果表明重复水力压裂能够有效提高井下瓦斯抽采效果,在煤矿瓦斯灾害防治中具有推广应用价值。     

同华煤矿K_1煤层穿层水力压裂技术深化试验

在同华煤矿±0 m阶段巷应用水力压裂技术对K1煤层进行穿层水力压裂深化试验,在设定范围布置检验钻孔,应用DGC型瓦斯含量快速测定仪及安装压力表考察压裂前后煤层基本参数变化规律,确定压裂影响范围及瓦斯运移变化规律,优化抽采钻孔布置,并考察压裂后瓦斯抽采效果。与同等条件2125-3运输巷经水力割缝增透相比,3121回风巷掘进条带经高压水力压裂增透后,单个钻场瓦斯抽采平均纯流量由0.063 8 m3/min提高到0.253 8 m3/min,提高297.81%;单个钻孔瓦斯抽采平均纯流量由0.001 7 m~3/min提高到0.007 4 m~3/min,提高335.29%,增透效果良好。     

顺层水力导向压裂增透技术在低透气性松软煤层的应用研究

针对低渗高瓦斯松软煤层面临的瓦斯抽采率低的难题,提出运用顺层钻孔水力导向压裂增透技术改造煤层原始瓦斯赋存状态以提高瓦斯抽采率。理论分析了煤层水力压裂增透机理,并推导得出了距离水力压裂钻孔R处的煤体渗透率方程,分析发现压裂钻孔周围煤体渗透变化规律以及渗透率与压裂时间的关系。数值模拟研究得出常规顺层钻孔水力压裂增透半径为3 m,而运用水力割缝后进行导向水力压裂增透半径达到了6 m。现场试验表明,运用水力导向压裂增透技术能够有效提高低渗高瓦斯松软煤层的渗透性,从而提高本煤层瓦斯抽采效果。     

水力割缝(压裂)增透试验效果分析

为了提高煤层透气性,增加抽采量,缩短抽采时间,减轻对采掘接替压力的影响,在底板穿层钻孔中采取增透技术,先对穿层钻孔的煤层段进行水力割缝,再对割缝后的钻孔进行水力压裂。结果表明,该技术效果明显,达到了预期目的。     

鲁克沁二叠系深层稠油压裂技术研究与实践

鲁克沁二叠系(P3W)是吐哈油田2012年底发现的低孔、低渗深层稠油储层,勘探初期通过改造措施探索,证实了压裂措施对低品位储层经济动用的有效性。为进一步提升单井产量,形成深层稠油压裂技术系列,针对储层埋藏深、破裂压力高、温度高、原油粘度高、岩性复杂的特征,通过室内研究与现场实践相结合,开展了二次加砂、高砂比、大粒径、分层压裂、高温延迟交联压裂液、针对性加砂方式等技术的储层适应性研究与试验。现场应用49井次,施工成功率93.8%,增液有效率97.9%,平均单井日增液9.7m3,增油有效率73.5%,平均单井日增油6.6t,累计增油13609t,取得了显著的效果。     

重复水力压裂技术在深井低透气性煤层中的应用

随着井下煤矿开采深度的不断加大,煤层透气性进一步降低,煤层瓦斯抽采难度亦同时增加,对于单一无保护层煤层来说,大多数需要人为地增加渗透率,水力压裂因其增透范围广,性价比相对较高而取得广泛的应用。对于深井低透气性煤层来说,为了进一步提高瓦斯抽采效率,单次的水力压裂增透技术已然不能满足需要,因此提出了井下重复水力压裂技术,并且论述了重复压裂原理及工艺流程。根据十二矿己_(15)-31040工作面地质情况,设计了相关水力压裂参数,并进行了重复水力压裂和压裂之后瓦斯抽采的效果检验。结果表明:煤层经过重复水力压裂后,煤层残余瓦斯含量较单次压裂降低明显,而且瓦斯抽采浓度和纯量亦增加显著。试验结果表明重复水力压裂可以明显提高深井低透气性煤层瓦斯抽采效率,具有一定瓦斯防治的应用价值。     

导向槽定向水力压裂煤层增透强化瓦斯抽采技术及应用

针对低透气性高瓦斯煤层预抽瓦斯困难问题,提出导向槽定向水力压裂煤层增透技术,通过理论推导计算煤层段扩孔后塑性区分布,分析穿层钻孔煤层段水压裂缝的起裂与扩展,揭示导向槽定向水力压裂煤层增透的力学机制,研发导向槽定向水力压裂煤层增透装备。在山西中兴煤矿进行现场应用,结果表明：利用水射流方法对穿层钻孔煤层段进行扩孔,使得煤中产生形似圆柱孔洞,穿层钻孔围岩塑性区半径与钻孔半径成正比,钻孔扩孔是增大塑性区范围的一种有效方法,裂隙扩展明显,瓦斯采出率提高。同时研发了一种导向槽定向水力压裂防突成套装备,主要部件有移动高压水力泵站、喷头、喷嘴、螺旋辅助排渣水射流高压钻杆、孔口防喷装置以及高压旋转接头,结合井下水力化作业远程监测和控制,现场监测结果表明,通过增透作业钻孔的方法,平均瓦斯浓度和瓦斯抽采混合量提高到常规孔的2.75倍和1.81倍,说明采取导向槽定向水力压裂措施的增透效果显著。     

三塘湖盆地马56区块致密油压裂效果分析

为了进一步提高马56区块致密油勘探开发经济效益,本文针对区块致密油开展压裂效果分析。通过分析表明:长水平段和大规模体积改造有利于提高单井产量,水平段长度和施工规模增加1倍,平均单井累计产油量增加近4倍,并且能延长自喷期;通过及时补充地层能量不仅能提高地层压力和单井产量,而且也有利于邻井增产;段间距在80~100m之间时取得的增油效果最佳,过长和过短的段间距均会影响压裂效果;通过液体优化和支撑剂优选,在保证改造效果的前提下使得液体成本下降19%,支撑剂成本下降54%,进一步提升了单井经济效益。该研究成果对区块致密油藏今后高产、稳产具有十分重要的意义。     

煤层群条件下合层多段压裂技术研究

贵州地区普遍发育薄—中厚煤层群,煤层气开发地质条件复杂特殊,需要与之相匹配的工艺技术。在具体分析贵州地区煤层群发育特点的基础上,提出煤层气合层多段压裂技术。合层多段压裂是从煤层群的角度出发,从同一口井中优选多个压裂段,每个压裂段包含相邻的多个煤层及煤层之间的夹层;通过小层射孔,投球封堵,填砂封隔,可降低施工难度,提高合层多段压裂施工效果。合层多段压裂技术已在盘江矿区松河矿煤层气地面开发示范工程中应用实施并取得一定成效。     

穿层钻孔水力重复压裂增透技术研究及应用

基于张集矿煤层地应力高、透气性低的特点，为了改善张集矿井下瓦斯抽采效率，采用相似模拟与工程试验相结合的手段，研究得出了水力重复压裂煤层过程中裂隙发育、扩展演化特征以及上覆岩层卸压、增透机制。并提出了穿层钻孔“重复压裂”及“先压后冲”相结合的压裂技术增加煤层渗透性，并根据模拟结果合理选择现场压裂施工参数进行现场工程试验，结果表明，该水力压裂技术可以有效提高煤层瓦斯抽采量，缩短抽采达标时间。     

高突低渗煤层立体网状穿层压裂防突技术试验研究

为了解决单一低渗高突煤层瓦斯治理难题,运用弹性力学和断裂力学的理论,提出立体网状穿层压裂增透消突技术,建立计算目标煤层起裂压力的模型。集成配套了井下压裂成套设备,首次利用SF6 气体示踪剂确定立体网状穿层压裂范围。结果表明：技术实施后,缝隙网络发育、瓦斯抽采效果提高了1.69~1.83倍,煤层膨胀率达到0.581%,电磁辐射预测突出指标降低了35%~45%,增透消突效果显著。大范围、区域化实施立体网状穿层压裂技术,能够实现技术优越性。     

水力压裂技术在王行庄煤矿的应用

针对王行庄矿二1煤层透气性、瓦斯预抽率低等问题,提出了水力压裂增透技术,分析了水力压裂增加煤层透气性机理,确定了水力压裂工艺及参数,并在二1煤层11091运输巷进行了水力压裂技术试验。结果表明:实施水力压裂后,煤层瓦斯平均抽采浓度提高了5.3倍,瓦斯抽采量提高了6.1倍,提高煤层透气性和瓦斯抽采率的效果较理想。     

水力割缝(压裂)综合增透技术在丁集煤矿的应用

介绍了水力割缝(压裂)综合增透技术的工作原理、设备、工艺以及现场试验情况。通过水力割缝扩大穿层钻孔煤孔段的直径,从而达到增加钻孔的煤层暴露面积和卸压范围,增大钻孔抽排瓦斯量,提高钻孔的抽排效果。通过水力压裂使钻孔周围煤体产生更多裂隙,改变煤体物理性质。水力割缝(压裂)综合增透技术为提高低透气性煤层的瓦斯抽放效果提供了一个经济可行的技术途径。     

突出煤层采煤工作面顺层钻孔水力压裂增透技术

为了解决采煤工作面顺层钻孔消突效果不均匀、效率较低等问题,以淮南地区谢桥煤矿低透气性煤层为试验对象,采用顺层钻孔水力压裂技术对煤层进行增透,以提高瓦斯治理效率。介绍了顺层钻孔区域防突措施设计方案,对水力压裂半径进行了考察;开展了水力压裂钻孔及瓦斯抽采钻孔设计,以及注水压力、注水量和保压时间等水力压裂工艺参数试验。水力压裂和未压裂顺层钻孔瓦斯抽采效果对比表明,水力压裂后钻孔抽采平均瓦斯浓度提高54%,平均单孔抽采瓦斯纯流量提高280%,抽采达标时间缩短了1个月;防突效果检验指标均达标,工作面回采期间未出现瓦斯浓度超限现象。     

水力割缝(压裂)综合增透技术研究

穿层钻孔预抽低透气性煤层瓦斯,时间长、效果不明显,严重影响矿井采掘交替。基于水射流割缝和水力压裂理论原理,结合红阳二矿开采条件、瓦斯实际情况,在底抽巷实施了穿层钻孔水力割缝(压裂)综合增透技术试验,介绍了布孔技术工艺,对煤层增透效果进行检验。     

新景矿底抽巷穿层钻孔水力压裂卸压增透技术试验

根据新景矿3号煤层透气性差、瓦斯含量高、结构松软等特点,提出了底抽巷穿层钻孔水力压裂卸压增透技术,分析了水力压裂卸压增透技术原理,并对压裂工艺、技术参数和设备进行选型设计,通过现场试验取得了较好的瓦斯抽采效果,获得了水力压裂指标参数,为新景矿乃至阳泉矿区在低透气性高瓦斯突出煤层大范围推广水力压裂卸压增透技术提供了指导。     

煤矿井下穿层钻孔水力压裂的现场应用研究

为解决煤层透气性低、瓦斯抽采效率低而严重制约采煤作业的技术难题,针对渝阳煤矿地质及开采技术条件,基于煤岩体水力压裂原理及瓦斯流动理论,在N3704西瓦斯巷(下)内设计了穿层钻孔水力压裂增透系统,并对水力压裂效果进行了考察。现场试验结果表明,通过对压裂试验研究分析、压裂后效果检验,表明煤矿井下穿层钻孔水力压裂对于提高瓦斯抽采效率效果显著。该试验结果可为其他煤矿井下水力压裂作业提供参考。     

深部煤层单段/多段水力压裂增透效果对比

为对比深部煤层钻孔内单段和多段水力压裂增透效果,基于谢桥煤矿待揭8煤层赋存条件,分别建立了单段和多段水力压裂增透模型,运用RFPA~(2D)-Flow软件,模拟分析了水力压裂影响区内煤层水压场、应力场、裂隙场和渗透场特征和规律,并进行了效果验证。结果表明:单段压裂起裂时的煤体孔隙水压为7 MPa,多段压裂起裂时的煤体孔隙水压为16 MPa;煤层起裂后,单段压裂时钻孔中部煤体产生了明显的应力集中,而多段压裂时煤体应力分布虽有起伏但无明显应力集中;单段压裂时裂隙主要在钻孔中部位置向顶底板萌发延伸,有效压裂面积较小,多段压裂时各压裂段均可产生类似的裂隙场,有效压裂面积大;单段压裂时煤体渗透系数最大可达初值的249倍,多段水力压裂时最大可达初值的263倍。与钻孔单段水力压裂工艺相比,多段水力压裂可有效提高钻孔瓦斯抽采效果。