煤粉沉积对支撑剂充填裂缝导流能力的影响北大核心

为研究水力压裂过程中产出的煤粉沉积对支撑剂充填裂缝导流能力的影响机制,有效优化煤层气井的排采机制;运用支撑剂充填裂缝内多相流实验平台,制定相应的实验方案,针对煤层气井排采过程中产出的煤粉造成的支撑剂充填裂缝导流能力伤害问题进行实验研究。研究结果表明:悬浮煤粉质量分数越大,支撑剂充填裂缝出水时间越晚,出水点处压差值越大;且随着悬浮煤粉质量分数增大,裂缝内的煤粉沉积量呈线性增长趋势,煤粉沉积率先急剧增长到最大值后缓慢下降,支撑剂充填裂缝渗透率及导流能力呈下降趋势。     

支撑剂嵌入程度的实验研究

基于API标准导流室,自行研制了一套支撑剂嵌入程度测试分析系统,对地层岩芯的支撑剂嵌入程度进行了实验研究.对支撑剂嵌入后的岩芯进行微观分析,更加直观地反映了嵌入程度和状态.实验考察了不同铺砂浓度、不同应力下对不同岩芯的支撑剂嵌入情况.通过实验分析出由于支撑剂的嵌入,会使支撑裂缝宽度有较大程度的减小;闭合应力越大,铺砂浓度越低,地层岩石越软,嵌入越严重.     

致密砂岩储层支撑剂优选研究——以临兴神府区块为例

为了降低水力压裂对致密砂岩储层进行改造的成本,更好地释放临兴神府区块储层产能,首先采用HXDL-2C支撑剂长期导流能力评价系统装置开展了支撑剂导流能力评价实验,主要研究了闭合压力、铺砂浓度、石英砂粒径和不同粒径组合、石英砂和陶粒组合比例对支撑裂缝导流能力的影响,然后结合文中提出的支撑剂优选原则和数值模拟研究来指导临兴神府区块太2段储层在压裂施工时进行的支撑剂优选工作。结果表明,闭合压力的增加会导致支撑剂导流能力减小;闭合压力一定时,导流能力随铺砂浓度增加而增大;不同粒径支撑剂组合,导流能力随小粒径支撑剂比例的增加而减小;石英砂和陶粒支撑剂组合,随陶粒所占比例的增加导流能力增大。在以上研究基础上,优选出石英砂(20/40目)∶陶粒(20/40目)=1∶1的组合比例在铺砂浓度为4 kg/m²的条件下进行太2段储层压裂施工时,增产效果较好。     

煤粉对裂缝导流能力的伤害机理

应用FCES-100裂缝导流仪和平流泵模拟了煤层气排采过程中煤粉颗粒侵入压裂裂缝支撑剂充填层的过程,研究了煤粉在支撑剂充填层内的运移规律及其对导流能力的伤害机理、影响程度。实验表明：煤粉易侵入支撑剂充填层,不易随水排出,对导流能力伤害严重,并且随着煤粉浓度增加伤害程度急剧增大。煤粉的聚集附着、桥堵孔喉是支撑剂充填层导流能力伤害的主要原因。粒径较小的煤粉更易运移聚集伤害裂缝导流能力,使用小粒径支撑剂可以有效地俘获煤粉颗粒,有利于提高主裂缝的导流能力;压裂后快速返排有助于煤粉迅速排出,减少其在裂缝内的滞留,并保持排采稳定有利于煤粉顺利排出,避免聚集堵塞。     

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。     

体积压裂低密度支撑剂运移模拟研究

低密度支撑剂在裂缝中的沉降速度较慢,容易随压裂液进入裂缝深处,可以大幅提高压裂后的增产效果,在压裂过程中得到了越来越广泛的应用。为研究体积压裂过程中低密度支撑剂在复杂裂缝中的运移规律,基于计算流体力学,建立欧拉—欧拉固液两相流模型,系统分析不同注入排量、压裂液黏度、注入砂比对支撑剂分布状态的影响。同时开展支撑剂动态运移实验与模拟结果进行对比,结果表明：数值模拟与物理实验所得规律相同,提高泵注排量和增大压裂液黏度可使支撑剂运移到裂缝更深处,增大注入支撑剂含量可有效提高裂缝中形成的砂堤高度,但当砂比增加到15%以上时砂堤平衡高度增长率变小,综合考虑经济性和压裂后的增产效果,现场压裂施工时选取泵注排量5 m³/min,压裂液黏度10 MPa·s,砂比为10%储层改善效果较好。     

水力压裂裂缝内支撑剂颗粒空隙率分布的形成机制

为了解水力压裂裂缝内支撑剂颗粒空隙率的演变,采用数值模拟方法模拟了裂缝内支撑剂颗粒在不同应力下的压缩过程,通过研究裂缝内支撑剂的接触力及配位数分布揭示了其空隙率分布的形成机制。结果表明:裂缝内支撑剂颗粒空隙率自下而上呈缓减小-急减小-缓减小-急增大-缓增大的分布趋势;将其分为底层、中层和顶层3个层位,相同应力状态下,底层支撑剂间接触力最弱为应力衰减区,平均配位数最小,空隙率最大;中层支撑剂间接触力最强为应力承受区,颗粒向下传递力的能力最弱,平均配位数最大,空隙率最小;顶层颗粒向下传递能力最强为应力传递区,支撑剂间接触力较弱,平均配位数和空隙率介于应力承受区和应力衰减区之间。     

煤岩不同类型支撑剂嵌入实验研究

针对3种支撑剂在不同闭合压力下的嵌入规律进行了实验研究。结果表明:支撑剂停止嵌入时间与闭合压力大小有关。在2~4 MPa时,3种支撑剂嵌入深度相同;在4~9 MPa时,覆膜砂嵌入深度最大,石英砂次之,陶粒最小;在9~18 MPa时,覆膜砂嵌入深度依然最大,陶粒的嵌入深度则大于石英砂。不同闭合压力下,支撑剂嵌入岩心表面破碎情况经历弹性变形-微破裂-局部破裂-破裂面连通4个阶段。压裂设计时,可根据实验研究结果,结合实际地应力梯度对支撑剂进行优选。     

无机凝胶的合成及其在压裂支撑剂中的应用研究

膨润土经处理制成ＳｉＯ－Ａｌ２Ｏ３凝胶,将凝胶与其他组分合理配比,在一定的温度和压力下合成了无机凝胶。无机凝胶用于制备压裂支撑剂,可以明显地改善成型性能和烧成后的制品性能,并可缩短生产周期,降低生产成本。     

人工监督神经网络在煤层裂缝发育区识别中的应用

针对在地震属性应用中难以精细识别煤层裂缝发育区边界的难题,开展了基于人工监督神经网络技术的煤层裂缝发育区应用研究。从地震资料中获取倾角导向体以提取高质量的地震属性,以多属性为指导进行人工拾取样点,并基于多层感知器进行神经网络机器训练学习,建立裂缝的最优属性集,拓展整体数据后获得裂缝概率体,从而识别划分出煤层裂缝发育区。该技术在山西阳泉新元矿区进行了应用,煤层裂缝发育区的识别结果明显优于属性直接识别,但勘探区内暂无钻井资料,预测效果还有待进一步验证。     

煤粉对支撑裂缝导流能力的影响特征及其防控

针对煤层气井的煤粉伤害问题,运用LD-1A导流能力测试系统模拟了煤层气井变排量、恒排量及间抽过程中煤粉在支撑裂缝中的运移沉积情况,分析了不同流速下煤粉对支撑裂缝导流能力的影响特征及伤害机理。实验表明:煤粉易滞留沉积在支撑裂缝底部严重影响导流能力,导流能力伤害率可达90%以上;在没有煤粉持续进入支撑裂缝的情况下,有效排出煤粉导流能力有增大的趋势;排采制度、煤粉质量含量、煤粉粒径对导流能力的影响特征存在明显差异;煤粉随水运移时对支撑剂窄口的疏通作用和聚集堵塞作用共同影响支撑裂缝导流能力。压裂前期使用小粒径支撑剂,尾追大粒径支撑剂,合理控制排采速度,使排采速度略小于煤粉运移的临界流速,并使用煤粉分散剂,有利于适量排出煤粉减小导流能力伤害。     

非常规气藏储层改造体积评价方法研究

为精确描述非常规气藏压裂后的复杂流动特征及定量评价储层改造体积(S RV),利用自主研发的缝网重构算法"破裂树生长法"建立压后缝网模型,并以此为基础提出了使用拟稳态流动时特定的压力等值线来确定SRV范围的定量评价方法,最后以长宁201井区为例进行了矿场实例分析.该方法根据微地震监测点的位置,重构出微裂缝网的连通关系.在...     

高密度电阻率法在采空区勘查及稳定性综合评价中的应用研究

为了查明研究区下伏采空区分布情况己采空区上部岩土层分布、性质及稳定性,采用高密度电阻率法,查明了研究区40 m以浅(-25 m中段以上)地下采空区的平面及剖面特征。通过采空区场地稳定性定性评价和定量评价,研究区-25 m中段采空区稳定性为不稳定,-50、-77 m中段采空区稳定性分别为基本稳定和稳定。结合勘查成果,对采空区稳定性进行评价,将研究区分为不稳定区、基本稳定区和稳定区3个区,面积分别43 239、22 574、53 761 m²。估算研究区-25 m中段以上采空区剩余空洞体积约8万m³。结合现状实际情况,可采用注浆充填和局部支撑法相结合的治理方法。研究为治理工程设计及施工提供了依据。     

人工智能在电力服务领域中的应用前景

以深度学习和自主智能为特征的新一代人工智能技术,已成为推动电力客服中心领域技术进步的重要手段。人工智能技术在提高计算能力、增强人机互动、基层减负、提升电力客服中心智能化应用水平等方面可发挥积极作用,为建设“全景监测、智能预警、科学调控”新一代智慧客服系统提供支撑。研究了人工智能当前应用现状,并分析了电力客服中心的应用需求,提出了人工智能在电力客服中心的人机交互服务、舆情监测防护、话务峰涌预警、应急指挥调控等方面的具体应用场景,给出了电力客服中心发展人工智能的重点建议。     

裂缝各向异性介质方向渗透率半解析计算方法

裂缝性油藏一般发育有一组或多组裂缝,每组裂缝大都有各自比较一致的方向性。由于裂缝的存在,使得油藏的渗透率具有各向异性特征。为此,基于多边形保角变换方法Schwarz-Christoffel变换（S-C变换）及渗流力学理论,推导建立了一种新的方向渗透率半解析计算模型,编制了相应的求解程序,利用物理模拟实验验证了计算模型的准确性和实用性,并给出了相应的计算实例。该裂缝方向渗透率计算模型,不仅可以在已知裂缝渗透率和压力条件下计算相应的流量,同时还可以根据实验测得的流量和压力数据来反算裂缝渗透率,使用范围广。该计算方法为裂缝性介质渗流参数的确定提供了理论依据,对研究裂缝各向异性介质的渗流特征也具有重要的参考价值。     

基于人工神经网络的电网负荷数据分类方法

当前的电网负荷数据分类方法忽略了对负荷数据训练集的设计,导致分类结果存在较高的信噪比,冗余数据也较多.为此,基于人工神经网络设计电网负荷数据分类方法.提取离群点数据,利用人工神经网络算法设计训练集,逼近优化电网负荷数据,生成冗余数据周期性筛查模型,完成电网负荷数据分类.实验结果表明,该方法信噪比高于常规方法,对冗余数据...     

稠油油藏蒸汽吞吐注入能力影响因素研究

蒸汽吞吐作稠油油藏开发的主力技术,为稠油开发作出了巨大的贡献,但是目前对于蒸汽吞吐稠油油藏注汽能力影响因素以及各个因素影响程度的研究还不充分。为防止汽窜、 超覆等,提高蒸汽的热利用率,通过室内实验,在考虑油藏渗透率、注汽速度、注汽温度以及原油黏度的情况下,研究了蒸汽吞吐稠油油藏的吸汽规律,基于均一化研究,分析了上述影响因素对吸汽能力的影响程度,明确了不同注采参数的影响规律,为油田稠油油藏蒸汽吞吐开发方案制定提供指导。     

一种储层裂缝定量预测模型的研究

针对致密性储层裂缝中油气井产能预测准确度较低、难以满足实际工程需求的问题,基于对储层裂缝流体渗流过程的分析,提出一种储层裂缝定量预测模型。该模型针对无限水平储层和有限水平储层不同地质特点分别推导出水平井产能计算预测公式,并在预测公式中有机结合了储层径向流、裂缝线性流和裂缝径向流的流量计算。经过试验验证,储层裂缝定量预测模型的预测产量误差为13%,符合产能预测的要求。     

低渗透油藏油水渗流特性研究

通过油水实验,分析了陕西某油田低渗透砂岩储层微观孔隙结构特征及油水两相渗流规律。根据核磁共振扫描分析表明,储层具有较强的微观非均质性,局部大通道体积小,但对渗透率有很大的影响。相对渗透率曲线表明,随着含水饱和度的增加,油相相对渗透率迅速降低,砂砾岩、含砾砂岩和粗砂岩的水相相对渗透率略有增加。中细砂岩水相相对渗透率增加,含水率快速增加,剩余油饱和度高。在岩心驱替过程中,在水驱前缘突破之前,沿程含油饱和度大幅度降低。在水驱前沿突破后,含水量迅速增加,直接进入超高含水阶段。研究成果为油水渗流特性的研究提供了依据。