深层气藏压裂改造降低施工摩阻技术

川西深层气藏属于深—超深、致密—超致密砂岩气藏,储层具有破裂压力高和延伸压力高的特点,经过分析,降低施工摩阻是降低施工压力的有效手段。通过施工管柱合理配置、注入方式优化、纤维加砂、延迟交联压裂液、支撑剂段塞等方式,形成了深层气藏压裂改造降低施工摩阻工艺技术体系,并在LS1井进行现场应用。采用多级段塞、小粒径陶粒、低砂比、低伤害压裂液、纤维加砂等降低施工摩阻集成技术,近井摩阻降低了9.47 MPa,弯曲摩阻降低了7.61MPa,同时延程摩阻降低了4～5 MPa,成功完成了80 m3加砂压裂改造。压后日产气1.098 0×104m3/d,日产水为10.7 m3/d。     

压裂施工动态摩阻模型建立及其敏感性分析

准确掌握压裂施工动态是提高压裂工艺成功率的关键,施工压力是反映压裂施工动态的最直接有效的指标,而压裂施工动态摩阻会对施工压力产生干扰。在理论分析的基拙上,分别建立了压裂施工过程中的管柱摩阻、射孔孔眼摩阻及裂缝迂曲摩阻计算模型,并对各类摩阻的影响因素进行了敏感性分析,最后通过实例验证了压裂摩阻计算模型的准确性。研究结果表明：所建立的压裂施工动态摩阻计算模型基本能满足工程需要;当孔眼密度足够大时,与管柱摩阻和裂缝迂曲摩阻相比,射孔孔眼摩阻可忽略不计;裂缝宽度对裂缝迂曲摩阻的影响最为显著,在压裂施工过程中,保证足够的裂缝宽度能有效降低裂缝迂曲摩阻     

水力压裂过程中近井摩阻分析

在压裂施工中尤其是在斜井、水平井及长井段射孔井的压裂过程中，往往存在近井筒高摩阻损失。很多压裂施工的过早脱砂是由于邻近井筒区域的高摩阻而发生的，近井筒效应已成为影响压裂措施成败的重要因素。介绍了用排量阶梯降方法测试近井摩阻的和过程，实例分析表明该方法是现场分析近井摩阻的有效手段。     

降低异常破裂压力储层压裂施工压力技术

异常破裂压力储层埋藏深、岩性致密,构造应力作用强,地层孔隙压力高及储层伤害严重,地层破裂压力和裂缝延伸压力较高,造成地面施工压力过高,难度增大;同时也对储层改造的设备、管柱、工艺等提出了极高的要求。从储层地质和工程因素两个方面分析了异常破裂压力的成因,提出了应用酸化预处理、射孔优化、加重压裂液、降低施工摩阻等措施来降低施工压力,为异常破裂压力储层的压裂改造提供技术依据。     

水力压裂过程中近井摩阻分析

在压裂施工中尤其是在斜井、水平井及长井段射孔井的压裂过程中,往往存在近井筒高摩阻损失。很多压裂施工的过早脱砂是由于邻近井筒区域的高摩阻而发生的,近井筒效应已成为影响压裂措施成败的重要因素。介绍了用排量阶梯降方法测试近井摩阻的和过程,实例分析表明该方法是现场分析近井摩阻的有效手段。     

压裂施工中管路摩阻计算方法分析与改进意见探讨

以降阻比法为基础，分别对清水，有机硼交联HPG压裂液，携砂液的沿程管路摩阻计算方法进行分析对比，结合现场压裂施工数据，对有机硼交联HPG压裂液体系摩阻计算式进行改进，提高了压裂施工设计，压裂数值模拟中摩阻参数计算的准确度，对水力压裂过程中压力系统分析具有重要意义。     

连续油管水力压裂管内摩阻研究进展

连续油管水力压裂摩阻是压裂设计中的重要内容,同时也是压裂能否成功的指标之一。连续油管水力压裂过程中,由于对流体性质、支撑剂、曲率效应等造成的复杂流动理解不足,使得准确预测管内摩阻非常困难,尤其在卷筒上的螺旋段,因而实验成为当前研究连续油管管内摩阻的重要手段。研究认为:在其他条件不变的情况下,摩阻随连续油管管径的增大急剧变小;随压裂液排量增大而增大;随连续油管下入深度的增加总摩阻变小;随黏度和流行指数的增大而增大;随支撑剂积分数增大摩阻先增大而后减少。     

液态CO_2压裂井筒流动摩阻计算

液态CO_2压裂所采用的携砂液为无水纯液态CO_2,其物性受施工压力及沿程压力变化的影响非常明显,准确预测液态CO_2压裂管流摩阻对于压裂程序的合理设计以及施工的顺利进行具有非常重要的意义。通过实验研究的方式得出了不同温度、压力条件下的液态CO_2管流摩阻,并建立了摩阻系数与广义雷诺数之间的数学模型,同时基于液态CO_2井筒流动过程中温度场以及压力场的非稳态性,通过迭代计算的方式研究了不同泵注压力、管径、排量条件下的施工摩阻,并建立了井筒流动摩阻图版,与现场施工数据对比表明该图版具有较高的准确性以及工程应用价值。     

径向井水力压裂摩阻影响因素与计算公式

为研究井眼内径及压裂施工参数对径向井压裂摩阻影响规律和确定井眼内压裂液摩阻大小,使用中国石油大学（华东）研制的压裂液摩阻测试系统（主要由摩阻测试控制中心、压裂液调配釜、可调速螺杆泵、变径管道、高灵敏度压力测量仪、电子流量计组成）,模拟径向井中压裂液的流动状态,并对压裂液摩阻进行准确测量,分析了影响压裂液摩阻的主要因素。实验结果表明,对径向井摩阻影响由大到小的因素依次为:井眼内径、排量、黏度、支撑剂粒径和砂比,且影响规律各有不同。采用降阻比原理,通过对322组实验数据进行回归拟合,建立了考虑井眼内径、排量、压裂液黏度、支撑剂粒径及砂比的径向井瓜胶压裂液摩阻损失计算关系式。利用相关系数检验法计算标准估计误差为0.140,拟合回归方程有效。实验发现,瓜胶压裂液黏度对摩阻有双重影响:一方面会增加流体内部以及流体与管壁间的剪切应力,导致摩阻损失增大;另一方面,随着黏度增加,聚合物溶液产生转捩延迟效应,同时对支撑剂控制能力增强,促使压裂液摩阻损失减小。      

新型小型压裂摩阻测试方法的应用

在某油田两口气井进行的压前小型压裂测试中,由于测得近井摩阻较高,采取了补孔的方式降低摩阻。虽然压裂作业取得了成功,但是作业成本明显升高。压后分析认为,近井摩阻过高的原因可能是由于测试压裂注入液量较小,无法有效驱替近井地带孔隙空间内的天然气,最终在该处形成气液两相流导致摩阻测量值偏高。对压裂摩阻进行了理论分析,采用了一种新的、可以消除这种两相流干扰的测试压裂摩阻的方法,并在多口井中进行了应用,能够消除干扰值85%以上,从而大幅降低了施工时间和施工费用。     

加重压裂液的研究与应用

以加拿大西部氢气有限公司(Western Hydro-gen Ltd)为主开发了一种称为熔融盐催化气化(MSG)的制氢技术。MSG可将天然气转化成氢气,与甲烷蒸汽重整相比,可减少23%的温室气体排放,并比典型的氢生产需要更少的设备部件。根据操作条件,MSG能够从任何含碳物质和水在高压下制成氢气、合成天然气或合成气。其过程     

基于ANSYS软件的降低破裂压力机理模拟

针对深井压裂施工时各种降低破裂压裂方法的技术特点,基于ANSYS有限元软件,建立了裸眼完井和套管射孔完井两种应力计算模型,对压裂施工中井筒附近岩石应力变化进行了模拟计算,分析了不同深度的储层、不同岩石物性的储层及深穿透射孔和酸化预处理对储层的破裂压力的影响。结果表明,储层岩石力学性质中杨氏模量对破裂压力的影响较大,表现为随杨氏模量的增加,岩石破裂压力增加,而岩石的泊松比变化对破裂压力影响较小;酸化预处理可以降低岩石的杨氏模量;射孔深度不同,对降低破裂压力的作用随孔深的增加而减弱。在应用中应该根据情况选择优化孔眼长度。     

页岩气藏滑溜水压裂用降阻剂性能影响因素研究

"大排量、大液量"体积压裂日益成为页岩气藏开发的有效方式,降阻性能是体积压裂液体关键性能,直接决定了体积压裂的成败。研究了剪切速率、线速度、雷诺数、降阻剂相对分子质量、降阻剂质量分数与降阻性能的关系,水质对降阻性能的影响。结果表明,模拟现场降阻性能时,采用剪切速率相似原则并不能完全有效地评价滑溜水降阻性能,建议依据线速度、雷诺数相似模拟;降阻剂结构相似,有效浓度一致时,相对分子质量越大降阻性能越好,但高相对分子质量降阻剂耐剪切、溶解等性能差;降阻剂质量分数提高,降阻性能提高,但质量分数增加到一定值时,降阻性能提高较小,降阻剂质量分数低于一定值时耐剪切性能差;水质对降阻剂性能有影响,矿化度高时,阳离子降阻剂降阻性能较好。     

基于小型测试对压裂地质特征分析的现场施工

为了提高长庆油田低孔、特低渗、低压油藏压裂规模,优化施工参数,获得较好的压裂效果,采用FracproPT10.2压裂软件对长庆董志、姬塬油田低渗储层3口探井实施的活性水、压裂液测试压裂进行了解释分析,结果显示该区储层岩石具有破裂压力和闭合应力低、近井筒弯曲摩阻小的岩石力学性质,停泵后裂缝中的净压力小,裂缝延伸不明显等力学特征及储层特低渗、滤失系数小等地层特性。依据对储层压裂特征的认识及分析获得的参数,对3口井的施工设计进行了优化及现场实施,压后试油日产分别为33.9 m3、26.5 m3和17.5 m3,成为长庆油田2005年的3口高产井,为探井压裂进行储量评估和该区以后水力压裂设计提供了重要依据。     

川西地区压裂施工过程中管柱摩阻计算

以降阻比法为基础,分别对有机硼交联(HPG)压裂液的前置液、携砂液的沿程管柱摩阻计算方法进行分析,结合川西地区部分井压裂施工现场的施工数据,对管柱摩阻计算公式进行修正改进后,提高了压裂施工设计和数值模拟中摩阻参数计算的准确性;同时用计算机程序实现了施工过程管柱沿程摩阻的计算,可用于模拟压裂施工全过程的摩阻计算.对四川川西地区以油管方式注入井的水力压裂施工设计及现场施工过程中井底压力的分析具有重要意义.     

裂缝性地层压裂降滤失方法研究

为控制压裂液向天然裂缝的滤失,通过对裂缝性油藏滤失机理的调研,进行了相关的敏感性分析,确定了采取前置液加粉砂的降滤失方法.通过优化前置液体积、粉砂加量、砂浓度、粉砂粒径、施工排量和压裂液黏度,优选出最佳参数以达到降滤失的效果.以ST70井为例对油藏的施工参数进行了优化计算,对比加砂前后的滤失量和滤失速度.结果表明,加砂...     

Perforation friction modeling in limited entry fracturing using artificial neural network

The effect of perforation friction on hydraulic fracturing treating pressure is normally considered negligible. However; this is not the case in limited entry fracturing. In limited entry fracturing, perforation friction is utilized to attain large frictional pressure drop. During the treatment injection, the frictional pressure offsets the stress differences between the zones to ensure fluid injection through every perforation in each interval. The major constraint with this diversion mechanism is perforations erosion when proppant laden slurry pumped through it. The purpose of this paper is to provide a new model to assess the perforation friction after perforation erosion by proppant laden slurry. The methodology involves the application of artificial neural network (ANN) to predict the final hydraulic perforation diameter. In order to train, validate and test the proposed ANN model; real field data of limited entry fracturing treatments have been used. The paper reviews the previous research progress on the assessment of perforation friction. A comparison between the new proposed ANN model and the previous perforation friction correlations demonstrates that the results from ANN model are the most reliable estimation of perforation friction real data.     

高压深井压裂液加重技术研究进展

随着世界石油工业形势的日趋严峻，各类高压、超深或致密油气藏亟待改造，由于完井装备和地面设备的限制，这些储层的压裂措施受到挑战。常规压裂液的密度较低，施工时井口压力较高，无法保证施工安全和措施效果，甚至利用目前的技术与装备根本无法进行施工作业。为了解决以上难题，提出了加重液体的思路，即通过采用盐类加重压裂液的方式使液柱压力增加，从而降低井口施工压力。目前国内外油田已开发了4种性能良好的高密度压裂液体系，密度可调且耐温范围广，降压幅度普遍在20％以上，甚至可以达到39％，现场应用取得了成功．