高能气体压裂技术

高能气体压裂是一项用于油气层改造的新兴压裂技术，亦称爆燃压裂、可控脉冲压裂或多缝压裂。它利用特定的火药或推进剂在油气井的生产层段进行可控燃烧，迅速产生大量的高温高压燃气，对井壁及地层形成脉冲加载来压裂油气层，可以形成自井眼呈放射状展开的多条径向裂缝，有效地穿透在钻井、完井过程中形成的污染带，清除油气层堵塞物，并尽可能沟通地层中的天然裂缝，从而改善地层的渗透性，达到增产增注的目的。     

筛管完井高能气体压裂模拟实验研究

筛管完井高能气体压裂技术是筛管完井油气储层增产的重要手段,进行筛管完井高能气体压裂模拟实验对于探究其增产机理、压裂前后筛管防砂性能变化规律和优化施工工艺具有重要意义。本文充分考虑筛管完井高能气体冲击破岩过程中的瞬态性和复杂性,利用施加围压的水泥靶来模拟筛管完井固体火药高能气体压裂过程,探究裂缝形态及整个压裂过程对筛管防砂性能的影响。研究结果表明:筛管完井固体火药高能气体压裂技术可在地层中产生2~4条经向裂缝;压裂后筛管防砂性能略有下降,旧筛管与新筛管防砂性能相比显著下降,但对后续生产无影响;裂缝条数和筛管防砂性能下降程度与峰值压力和升压速率有关,峰值压力越大,裂缝条数越多。该研究成果对于筛管完井高能气体压裂现场施工具有一定的指导意义。     

射孔高能气体压裂技术研究及应用

压裂改造是陆上油气勘探开发的主流技术,对于老井挖潜或者射过孔的油气开发而言,射孔高能气体压裂技术能够实现小型压裂作业,能够在储层形成较长裂缝而沟通油气,减小对套管伤害。文章研究实施耐高温固体状态和液体状态两种高能炸药的现场应用,装配方式有外套式、下挂式,这两种高能炸药在外界高温能量作用下引爆,形成持续高温高压气体,高能气体可以直接对储层压裂作业,作用的能效高,能够对地层压裂形成裂缝并延伸,对老井套管损伤小,保证井筒完整性。配套专用的优化设计软件进行模拟计算,获得气体压裂数据和油气井力学数据,油气井作业安全可靠,适用于直井、水平井内进行作业。射孔高能气体压裂技术在国内油田的老井挖潜、注水井等得到了现场应用,技术效果较好。     

ГОС高能气体压裂技术在油田开发中的应用

ГОС高能气体压裂是用火箭推进剂作燃烧剂，与其它高能气体压裂相比，其突出特点是燃烧速度可得到有效控制，升压时间增长，产生的裂缝长而宽。简要介绍了高能气体压裂的基本原理和裂缝计算公式。现场试验表明，ГОС高能气体压裂方法具有适用范围广泛，施工成本低，增产效果显著等特点。     

高能气体压裂技术探讨

高能气体压裂技术是一项压裂技术,通过控制其上升速度使作用力超过岩层的破裂应力,在井筒周围的岩层形成多条自呈放射状的径向裂缝,清除油气层污染及堵塞物,有效降低表皮系数,达到油气井增产的目的,是一种比较可靠的方法。     

ГOC高能气体压裂技术在油田开发中的应用

ГOC高能气体压裂是用火箭推进剂作燃烧剂,与其它高能气体压裂相比,其突出特点是燃烧速度可得到有效控制,升压时间增长,产生的裂缝长而宽.简要介绍了高能气体压裂的基本原理和裂缝计算公式.现场试验表明,ГOC高能气体压裂方法具有适用范围广泛,施工成本低,增产效果显著等特点.     

高能气体压裂流体漏失量的计算

在考虑流体渗流时的惯性力和粘性阻力损失的情况下 ,推出了高能气体压裂过程中流体渗流的偏微分方程和漏失量的计算公式 ,并对高能气体压裂形成的多裂缝体系进行了数值模拟 ,计算出了高能气体压裂过程中流体通过裂缝壁的漏失量 ,这对有效计算裂缝体积、评价压裂效果和压裂设计是非常重要的。     

一体式聚能射孔——高能气体压裂复合射孔器的研制

高能气体压裂是利用火药燃烧产生高温高压气体对地层的综合作用来达到油气增产目的，该技术在国内外均大量运用，其结果各有不同，但总的说来，该技术是处理油气层比较经济有效的办法。我们将该技术进一步研究 ，使聚能射孔和压裂一步进行，研制出一体式聚能射孔－－高能气体压裂复合射孔器，该技术操作简单，成本低，综合效果明显。     

高能气体压裂流体漏失量的计算

在考虑流体渗流时的惯性力扣粘性阻力损失的情况下，推出了高能气体压裂过程中流体渗流的偏微分方程扣漏失量的计算公式，并对高能气体压裂形成的多裂缝体系进行了数值模拟，计算出了高能气体压裂过程中流体通过裂缝壁的漏失量，这对有效计算裂缝体积、评价压裂效果和压裂设计是非常重要的。     

低渗透油藏改造技术的研究及发展

鉴于目前低渗透油气田已经成为我国石油工业稳定发展的重要资源,加快低渗透油气田的开发势在必行,低渗透油田最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低,需要进行改造才能维持正常生产。目前已发展的改造低渗透油田技术很多,如井内爆炸技术、核爆炸技术、高能气体压裂、根据岩石的压涨现象提出的爆炸松动技术、水力压裂和酸化技术等。常用的是水力压裂、高能气体压裂和酸化等。认为目前油藏改造的最优方法是将射孔、高能气体压裂、“层内”爆炸技术联合作业,首先进行高能气体压裂与复合孔的复合射孔的复合作业,产生不受地应力的多条径向裂缝,裂缝的长度能达到8~10m,然后进行大规模的水力压裂,之后进行“层内”爆炸作业,在水力裂缝周围产生多条不受地应力控制的多条小裂纹。最后,借鉴疏松砂岩端部脱砂压裂技术的经验,注入支撑剂,形成长期的油气流通道。     

����ɰ������ѹ�ѹ���̽��

水力压是低渗气层改造的主要措施，是否有效将地开放的关键。国内外进行的大量低渗气层的压裂施工，其效果很难同低渗油层的压效相比，个别的气层经过大型水力压裂，产气量反而下降，并伴随有叶砂、压裂液水不彻底、返困难等现象。文章在综合国内外现场、室内水力压裂试验情况的基础上，分析了影响压裂效果的主要因素，包括压裂液的滤失，地层及天然裂缝的伤害，支撑剂的破碎及返回井筒、压裂液的配伍性和返以及气管理中的一些问题，     

页岩气井压裂后焖排模式

页岩气井水力压裂过程中注入液量大,但压裂后返排率往往较低,滞留压裂液对储层的影响仍不清晰。针对该问题,选取永川新店子构造YY1井龙马溪组的岩心,开展压裂液渗吸实验,并对比渗吸前后岩心物性、孔隙结构特征及电子显微镜下微观结构等参数的变化规律。实验结果表明：永川新店子构造岩心压裂液渗吸后,岩心平均孔隙度增大了50%,平均渗透率增大了25%,气体吸附量减少了35%,比表面积降低了40%;岩心沿层理方向产生了新的裂缝,并随着渗吸的持续进行,裂缝发生扩展和延伸,逐步沟通裂缝网络,增大了液体的渗吸面积;通过YY1HF井的现场试验发现,焖井30 d后再控产（6万m³/d）试采,产液量大幅度降低,气井生产稳定。研究认为,压裂后焖井有利于改善储层物性,增加渗流通道,压裂后返排应由小到大逐级控制油嘴排液,以提高气井采收率。     

川西新场致密砂岩气藏层理缝成因探讨

根据岩心描述和激光共焦扫描电镜研究,得出川西地区新场上沙溪庙组气藏致密砂岩的低角度至水平微裂缝十分发育而垂直缝和构造缝极不发育的认识。根据裂缝特征,结合对该气藏的成藏过程和构造形变分析,认为低角度至水平微裂缝是层理缝,形成的原因是：①在砂岩致密化和构造隆升之前,天然气已相对富集成藏,在储集层和烃源层内形成了有效的封闭体系;②砂岩致密化和构造隆升达到一定程度后,当封闭体内压力梯度升高的值大于致密砂岩薄弱面(层理面)破裂成缝的值时,自然流体压裂作用很可能沿致密砂岩中的层理面发生,形成“层理裂缝系统”。这些层理缝改善了致密砂岩储集层的渗透性,层理缝发育区是气井高产能区。图5表1参11     

基于井中微地震监测方法的压裂效果评价——以吉林探区Y22井为例

储层水力压裂效果评价对指导油气田精细开发具有重要意义,为准确评价压裂效果,提出了一套井中微地震监测压裂效果评价方法,在准确定位微地震事件基础上,分析微地震事件时空分布特征,剔除无效事件,利用有效事件定量描述缝网长、宽、高、走向、改造体积等,再结合储层性质、压裂施工参数等解释裂缝产生的原因,客观地评价压裂效果。该方法在吉林探区Y22井的应用结果表明：压裂裂缝走向与其周边小断层或天然裂隙走向一致;测井解释成果和微地震监测结果具有相关性,测井解释好的压裂段储层改造体积相对较大、微地震事件数量相对较多、裂缝复杂度更高;压裂过程中产生的离散微地震事件为压力传导造成低应力区应力释放产生的事件,不是由压裂窜层造成;Y22井周边的生产井因前期压裂改造和后期油气排采引起的地层能量亏空,造成了压裂裂缝的不对称性。该研究成果在解释微地震事件时空分布特征,提高对压裂和储层性质认识,客观、准确地评价压裂效果等方面具有指导作用。     

沁水盆地郑庄区块煤储层水力压裂曲线类型及其地质影响因素

基于郑庄区块64口直井的压裂曲线分析,对水力压裂裂缝的扩展规律进行了总结,深入探讨了水力压裂曲线类型与煤体结构、天然裂缝发育、埋深和构造应力的关系。研究结果表明:最小水平主应力值较大、裂缝发育情况较差,不利于煤层起裂形成主缝,易形成上升型压裂曲线;最小水平主应力值较低、裂缝发育条件较好时,煤层容易起裂形成主缝,易形成下降型、稳定型和波动A型曲线;当垂向主应力与最小水平主应力相差不大时,易同时发育水平缝和垂直缝,形成波动B型曲线。大样煤岩压裂模拟实验表明该评价结果具有较好适用性。     

液态火药高能压裂增产机理及应用

液态火药高能压裂技术是独特的油气井增产新工艺。它是利用高能量液态药剂在预处理井段爆燃产生的高能、高压气体 ,使地层产生多条径向裂缝并穿过井筒附近的污染带与油层深处沟通 ,形成新的油气通道 ,从而达到解堵增产的目的。经在 17口油水井上进行液态火药高能压裂先导性试验 ,取得了较好的增油效果     

稳定电场压裂裂缝监测技术

在压裂施工时,对压裂施工井加载稳定电压电场,同时在地面设计和布置测点时,监测地面测点和压裂井筒间的电位差。由于井筒和压裂裂缝中充满良导体,内部电位处处相等,相当于监测地面与裂缝前端电位差。在自主研发的高精度电位法监测仪基础上,利用这种监测工艺和方法,能够实时监测压裂裂缝起裂点每个时刻的裂缝方位和长度,监测数据解释结果清晰地显示了裂缝在地层中的整个发育过程。同时,多井监测结果显示,在压裂过程中,压裂裂缝主要发育单裂缝、相邻的双裂缝和网状裂缝,形成了稳定电场压裂裂缝监测技术。该技术也可以应用于注水、调剖等油田储层开发过程。     

二氧化碳泡沫压裂技术在低渗透低压气藏中的应用

针对低渗透、低压气藏压裂改造中压裂液返排困难的问题,研究了CO₂泡沫压裂技术,分析了CO₂泡沫压裂过程中井筒和储层温度场变化对CO₂液气转化的影响,对提高CO₂泡沫压裂液的流变性、内相恒定与工艺措施等进行了室内研究.现场试验表明,CO₂泡沫压裂技术能减少进入地层的水基压裂液量,提供地层液体返排的能量,达到了压裂液自喷、快速、多排的目的,从而降低了压裂液对储层的二次伤害,提高了低渗透、低压气藏的压裂效果.     

降低压裂井底地层破裂压力的措施

在进行水力加砂压裂前,能否破开地层是压裂施工的关键.目前的井越来越向深层发展,地层破裂压力越来越高,施工难度越来越大,在现有地面施工设备能力下,如何降低破裂压力显得尤为重要.采用酸化技术、高能气体压裂、喷砂射孔、优化射孔参数等压前预处理措施能有效地降低地层本身的破裂压力;优化泵注方式降低沿程摩阻、降低射孔孔眼摩阻及研究低粘度、高密度的压裂液体等措施能间接地降低破裂压力,增加破开地层的机会.     

复合压裂技术在长庆“三低”油田的应用

对于非均质严重、地层能量不足的“三低”油层,复合压裂技术将高能气体压裂和水力压裂两种技术优势互补,有效地达到增产增注的目的。通过对几种压裂手段的效果对比和8口实验井的现场统计表明,复合压裂工艺在长庆油田安塞油区和陇东油区施工成功率100%,有效增产率100%,效果明显好于单一的水力压裂或高能气体压裂工艺。该工艺有利于长庆油田“三低”油藏挖潜改造。