页岩气藏水平井滑溜水压裂探讨

采用滑溜水压裂可以形成更密布的网状裂缝,对于页岩气的流动,可以提供足够的导流能力,与水平井配套使用,可形成更大的裂缝网络和泄油面积,取得良好的开发效果。滑溜水压裂应该选取高脆性、高有机碳含量、低应力井段进行分簇射孔,施工中,使用大排量、大液量、小粒径支撑剂,低砂比、段塞式注入方式进行压裂。但滑溜水压裂砂比低,支撑剂用量大,携砂液(水)用量巨大,工艺技术有待进一步提高。     

页岩气水平井不同压裂模式改造效果分析

针对威远地区页岩气水平井的地质条件、压裂工艺、测试数据及生产数据进行分析,模拟压后裂缝形态及改造体积。选取2口水平井,分别采用"低黏滑溜水段塞式加砂"工艺和"低黏滑溜水+交联胶连续加砂"工艺,二者测试产量基本相当,但单井返排率、累计产量及最终可采储量相差较大。采用"低黏滑溜水段塞式加砂"工艺的水平井,压后裂缝形态更为复杂,改造体积更大,压裂效果更佳。     

沁端区块煤层气井压裂支撑剂优选实验研究

根据沁端区块煤储层特点,进行支撑剂优选研究和煤层气井压裂裂缝导流能力实验研究,对比分析了在不同闭合压力下铺砂质量浓度、支撑剂粒径、支撑剂粒径组合、支撑剂嵌入等因素对煤岩层导流能力的影响,优选出了煤层压裂改造用支撑剂体系。研究结果表明,支撑剂充填层导流能力随闭合压力的增加而降低,支撑剂粒径越大其导流能力越高,在压裂施工条件允许情况下应尽量多使用大粒径的支撑剂;沁端区块宜采用20/40目和16/20目兰州石英砂作为压裂用支撑剂,并确定了体积比为4∶1的支撑剂粒径组合方式;加大铺砂质量浓度能够在一定程度上提高裂缝的导流能力,降低支撑剂嵌入对导流能力的影响。     

砂泥岩交互储层支撑剂导流能力实验及应用

在砂泥岩互层的压裂施工中,由于压裂层数多且薄,所造缝的缝宽较窄,且由于支撑剂的大量嵌入,导致支撑裂缝导流能力进一步变差.为使裂缝参数与地层参数相匹配,在时不同粒径、铺砂浓度和支撑剂嵌入等复杂条件下的导流能力进行评价的基础上,进行了组合粒径实验研究,结果表明:尽管在闭合压力较小时,20/40目与16/30目组合粒径导流能力均与16/30目支撑剂有较大差距,但随着闭合压力的升高,使用组合粒径(20/40:16/30=3:1)获得的裂缝导流能力已经接近单一粒径(16/30目)的导流能力.现场对Y34-38井优化得到了组合粒径的最佳比例,压裂施工后取得了显著效果.研究成果对胜利油田滩坝砂岩储层的压裂改造有重要的指导意义.     

震旦系陡山沱组高钙质页岩酸性滑溜水压裂改造工艺

为增加储层的改造效果,降低油气渗流压差,对陡山沱组的高钙质页岩压裂段采用了酸性滑溜水体积压裂工艺.室内实验表明,酸性滑溜水浸泡高钙质页岩可以大程度增加储层的基质渗透率,形成非均匀刻蚀面和降低岩石的破裂强度;现场应用效果表明酸性滑溜水不仅具有常规滑溜水的减阻效果和携砂性能,还能增大裂缝系统的导流能力和裂缝的复杂程度.EY...     

页岩气支撑剂缝內铺砂形态分析

支撑剂在页岩裂缝中的铺砂形态对裂缝的导流能力和增产效果具有重大影响,裂缝的导流能力越大,水力压裂的效果越好,有效期越长,压裂获得的收益就越大.通过对支撑剂在裂缝内运移沉降进行数值模拟,对影响支撑剂运移沉降的因素进行分析,形象模拟在页岩储层中不同加砂模式下缝内铺砂形态,对后期在页岩气储层中加砂提供技术支撑.     

支撑剂润湿性对油井压裂后开采效果影响研究

利用可视化裂缝模型和平板裂缝模型研究支撑剂润湿性对油井压裂后开采效果影响,两种模型均使用不同润湿性支撑剂填充裂缝。可视化模型结果表明,选择性支撑剂充填裂缝水相渗流阻力大,注入压力高,促使部分水流转向进入裂缝上下基质部分,扩大了波及体积,提高了采收率。平板模型结果表明,裂缝的存在可大幅度提高模型采收率,且支撑剂润湿性表现为疏水性,对采收率的提高也有正面的效果,因为润湿性的改变,采收率提高了3%。     

礁灰岩裂缝充填超轻颗粒用携砂液技术研究

针对礁灰岩储层在裂缝中充填超轻颗粒的携砂液技术需求,以过滤海水为基液,以助排、分散一体剂为主剂,研究了一套携砂液体系。当携砂液体系的表面张力为24.31 mN/m、界面张力为0.122 mN/m时,具有较好的助排能力,且超轻颗粒在携砂液中分散良好。沉降速度与普通陶粒相比从0.58 cm/s降低至0.35 cm/s,对超轻颗粒具有较好的悬砂效果,砂比为10%~50%的超轻颗粒在搅拌下可有效悬浮,静置后在270~470 s可沉降。研究的携砂液体系可满足超轻颗粒在裂缝中携带和充填的需求。     

二次加砂压裂裂缝延伸模型研究

二次加砂压裂工艺处于技术探索阶段,缺少相关理论研究.在考虑二次加砂前,一次加砂已经在缝中沉降并形成一定高度的砂堤,砂堤高度随时间不断变化对缝中流体流动及后续支撑剂沉降产生影响,在此基础上建立了适用于二次加砂压裂的裂缝延伸模型.包括:压裂液在缝中流动的连续性方程、压降方程、裂缝宽度方程及高度方程.其中压降方程是在平板流理论、力学平衡原理的基础上建立起来的,与常规压降方程不同的是该方程考虑了砂堤高度变化对流体流动的影响.数值模拟结果表明二次压裂和常规压裂相比压后增产效果理想,具有推广应用的价值.     

东胜气田含水气藏多尺度裂缝气水两相渗流规律研究

东胜气田位于鄂尔多斯盆地北部,地质构造复杂,气水关系复杂,明确致密砂岩含水气藏不同尺度裂缝内气水两相渗流规律是提高压裂设计针对性的关键。以锦72井区气水同层气藏为研究对象,开展多尺度裂缝内气水两相渗流规律研究。研究认为,未充填裂缝内气水重力分异严重,临界含水饱和度26%～38%,充填裂缝内气水重力分异程度小于未充填裂缝,临界含水饱和度14%～21%;驱替压差增加,未充填及充填裂缝内的含水饱和度均先降低,降至临界含水饱和度后保持不变;气水两相流动时,未充填和充填裂缝内含水饱和度主要受气水比和缝宽的影响;同时改性支撑剂水相相渗较高,两相区较大,束缚水饱和度低于亲水支撑剂,留在缝内的水少,最终使得产气量增加。     

小粒径支撑剂在涪陵页岩压裂中的应用及分析

涪陵页岩储层改造主要采用混合压裂+组合加砂模式。其中,小/中/大粒径支撑剂的综合作用不仅是形成复杂裂缝网络的关键因素,也是不同尺度裂缝系统形成有效支撑的重要保障。在页岩复杂缝网中,一方面可利用小粒径支撑剂好携带、粒径小的优势进入远端尺寸较小的分支缝中进行支撑,以提高整个裂缝系统的导流能力;另一方面利用小粒径支撑剂打磨射孔孔眼和梳理裂缝弯曲程度,减小摩阻,降低压力消耗,提高缝内净压力,利于形成复杂缝网系统。结合地质特征、压裂工艺需求及现场实践情况,对涪陵压裂用小粒径支撑剂适应性进行了分析,认为该类支撑剂具有降低摩阻、封堵微裂缝和支撑分支缝等作用,对于促进页岩储层复杂缝的形成具有重要作用。     

江陵凹陷薄互层压裂技术研究与应用

江陵凹陷薄互层为低渗透储层,是勘探的主力区块。平面上断层分布复杂,纵向上砂泥交互隔层差,储层纵向上应力差异小,导致压裂缝高易失控、加砂困难。特殊储层特征影响压裂施工规模与裂缝匹配性,通过对薄互层裂缝延伸方向及压裂缝高扩展影响因素分析,结合压裂缝高扩展规律形态,开展缝高预测及综合控制技术研究,认为影响缝高的主要因素为缝内净压力,采用组合压裂液、组合排量,支撑剂段塞配套工艺,以及增效压裂液和防盐敏压裂液两种低伤害压裂液体系等压裂改造技术,可增强压裂效果。江陵凹陷薄互层7井次的压裂实践验证了这一认识,为预计控制储量1 150×10~4 t的有效动用提供技术支撑。     

坪北油田延长组沉积微相与油水生产规律研究

坪北油田延长组湖盆东北部边缘河流入湖处,以三角洲相沉积为主,该三角洲前缘水下分流河道-河口坝微相过渡区域,储集砂体主要分布在水下分流河道上;长4+52~长62小层储集砂体以水下分流河道微相砂体为主,占70%~75%,河口坝砂体占7%~10%,河道间湾砂体占10%~14%。通过对沉积微相及含油性变化的分析,认为该区沉积微相以水下分流河道为主,河道主体和河口坝微相为较好储层,但储层经过压裂改造后,在生产上并没有表现出更多的差异,油井产量分布主要受裂缝方向与井网、储层含油性及地层能量的影响。     

压裂用VFM超疏水高分子覆膜砂的制备及其性能研究

通过高分子膜自组装技术制备了VFM超疏水界面砂,研究了VFM高分子膜的表面形态和疏水结构,以及覆膜材料对压裂砂破碎率和单颗粒抗压强度的影响。通过水、煤油、江汉油田S106-1、S106-3、SG106井的原油和返排水在疏水砂柱中和空白砂柱中的渗透率对比试验,可知油井排水在疏水砂柱中的渗透率比原油的渗透率小得多。通过水油阻力比值(NFRR)评价实验研究了VFM超疏水界面砂的油相渗透性和控水性能。室温20℃、围压2 MPa VFM超疏水界面砂的NFRR值可达到5.37。支撑剂的短期导流能力受闭合压力和材料本身的影响最明显。VFM支撑剂导流能力最大,在室温20℃、围压50 MPa导流能力可达120 mm2·cm。     

不同表面形态的黏砂变形GFRP筋与混凝土之间的黏结性能

基于27个Losberg拉拔试验,对不同表面形态的黏砂变形玻璃纤维(GFRP)筋与混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与混凝土之间的黏结应力-滑移(τ-S)曲线可分为上升段、下降段和振荡段3段,其中上升段又可分为微滑移段和滑移段;黏砂变形GFRP筋的肋间距越大,则相应的τ-S曲线振荡段波谷之间的距离也越大;对于2种不同表面形态的黏砂变形GFRP筋(Aslan-1和Aslan-2),其破坏模式包括拔出和劈裂2种;黏砂变形GFRP筋试件的黏结强度约为钢筋试件的84.2%～98.6%;相比于黏砂变形Aslan-1 GFRP筋,Aslan-2 GFRP筋黏砂颗粒较细,且分布更均匀,黏砂层略厚,与混凝土之间的黏结强度略高10%左右;随着筋直径的增大和混凝土强度的降低,2种不同表面形态的黏砂变形GFRP筋试件与混凝土之间的黏结强度均有所降低.     

酸压中液氮伴注对裂缝内降温作用研究

采用Fluent软件模拟了酸压伴注液氮时裂缝中温度分布,分析了酸压注入过程中裂缝温度场的变化规律,并对比了液氮伴注对缝内温度场的影响。模拟结果表明,酸液注入后降温作用明显,裂缝入口比裂缝尖端温度低近50℃;液氮比(液氮与混合液体积比)越高,裂缝中温度越低,液氮比高于13%后,增加液氮比,降温作用明显减弱,对于模拟使用的条件,推荐液氮比13%;液氮伴注降温作用明显,其它条件相同时,伴注液氮能造成约15 ℃温度差异,因此,液氮伴注能明显增加活酸作用距离。     

低密高强压裂支撑剂的研究

以煤矸石矿渣+粉煤灰矿渣为主料,引入TiO2+ZnO+白云石复合矿化剂,通过调整组分配比,优化控制工艺过程、工艺参数,探索支撑剂制备工艺条件及其影响规律,于1 330℃~1 370℃制备出体积密度为1.54g/cm3,破损率为3%~5%的低密高强压裂支撑剂.借助于XRD、SEM等手段对其物相组成和表面形貌进行表征.     

多目标条件下矿山充填材料配比优化实验

为准确确定某铁矿尾砂胶结充填材料最优配比,分别选择制浆水性、砂灰质量比和料浆质量浓度与充填体强度、料浆坍落度和料浆泌水率作为尾砂胶结充填材料配比优化的影响因素和充填性能评价指标.基于响应面–满意度函数耦合理论,采用Box-Behnken实验设计方法开展13组不同充填配比实验,构建充填性能评价指标的响应面函数,研究各影响因素与目标响应量的相关关系及多目标条件下的最优充填材料配比.结果表明,制浆水性对响应量影响不显著;砂灰质量比对充填体强度影响极显著;坍落度受料浆质量浓度、砂灰质量比影响较显著;砂灰质量比和料浆质量浓度对料浆泌水率的影响均极为显著,且二者之间存在极显著的交互作用.该矿尾砂胶结充填材料最优配比为:制浆水性为海水,砂灰质量比为8.44:1,料浆质量浓度为72%,该配比条件下对应的响应量预测结果为:充填体28 d龄期单轴抗压强度为2.00 MPa,料浆塌落度为27.15 cm,料浆泌水率为7.35%,与验证实验结果基本吻合,为现场工业实验提供强有力的理论支撑.     

低渗裂缝性油藏封堵体系的优选及性能评价

低渗裂缝性油藏由于压裂裂缝及天然微裂缝的存在,油井大量出水,已无法正常生产,为了避免水驱过程中注入水沿老缝水窜至油井,提高注入水波及效率和原油采收率,提出老缝超细水泥封堵技术。在超细水泥浆水灰比优化的基础上,对封堵体系中的缓凝剂、降失水剂以及消泡剂加量进行优化,最后通过加入纤维,评价了纤维水泥石的力学形变性能。结果表明,超细水泥的最佳水灰比为0.7,优选出的超细水泥封堵剂的最佳配方为:800目超细水泥+0.4%缓凝剂+0.5%降失水剂+0.5%消泡剂。由于改性纤维的增塑和增韧的双重功效,使得水泥石具有很好的力学形变性能,15d抗压强度高达48.9MPa,完全能满足矿场封堵强度的要求。该体系在低渗裂缝性油藏中的油井老缝封堵中具有很好的适应性。     

断陷湖盆长轴缓坡辫状河三角洲前缘储层构型研究——以大港枣园油田枣南断块孔一段枣V油组为例

利用大港油田枣南断块岩心、三维地震、测井及生产动态资料,综合应用层次分析、模式指导、动静结合的方法对断陷湖盆长轴缓坡辫状河三角洲前缘进行构型深入解剖,针对这类三角洲的前缘提出了按照近端、中端及远端三分的细分方案,明确了各相带内部沉积构型样式的特征与差异性,建立了精细的断陷湖盆长轴缓坡辫状河三角洲前缘沉积构型模式.研究结果表明:1)断陷盆地长轴端地形坡度较缓、物源充足、水体较浅、前缘亚相宽,根据前缘亚相水动力、水深条件,结合地下储层砂体厚度、砂体横向连通性、岩性分布特征等方面的差异将前缘分为近端、中端及远端3个相带;2)近端相带分流河道规模大、水动力强,水携沉积物充足,在其控制下形成大规模近连片分布的河口坝复合体,单一河口坝内又包含多个增生体,前积倾角约3.8°,坝内缘与坝外缘发育程度较低.近端分流河道多深切至河口坝底部并在其侧缘形成多个小型决口扇(岩性以泥、粉砂为主),河口坝内可形成增生体间泥质披覆夹层和决口扇泥质夹层;3)近端分流河道分汊后进入前缘中端,形成中等规模、呈串珠状排列的河口坝复合体,单一河口坝内可包含2~3期增生体,前积倾角为2.1°~2.6°,增生体的堆积方式包括顺源前积和侧积两种,堆积方式主要受控于分流河道水动力强度大小,增生体间发育前积或侧积的泥质披覆夹层;4)中端分流河道在远端进一步分汊,导致分流河道规模减小、水携沉积物粒度变细且分流河道频繁"摆动",远端河口坝规模较小、多孤立分布,顶部泥质披覆夹层将不同期河口坝完全分隔开.