川西侏罗系致密砂岩气藏裂缝特征

川西侏罗系致密砂岩储层中,存在局部构造、卸载、层理及溶蚀等数种裂缝类型,而由地史过程中的隆升卸载作用形成的古卸载裂缝是主导裂缝,也是油气富集、成藏及产出过程中的主要渗滤通道.      

地层压裂时岩石残余裂缝的形成

从理论与实验两方面,分析了岩石加载与卸载时不同的变形规律,加载和卸载时岩石的变形是不可逆的.当P/σ与E₂/E₁取得某一确定值时,在卸去边界上的载荷后,裂缝不会完全闭合,结果将产生残余变形.实测的地层岩石加载/卸载σ～ε曲线分析得出,卸载时测的杨氏模量E2高于加载时的杨氏模量E1的值;且卸载时测得的泊松比值也高于加载时测得的泊松比值.表明了卸载过程中原生存在于岩样中的孔隙和裂隙在加载过程中造成的闭合不能完全得到恢复,卸载后岩样形成了残余裂缝.实践也表明,水力压裂中不用砂支撑裂缝,有时也是有效的;气体压裂由于工艺方面的原因,至今也没有能进行加砂的气体压裂,然而施工的井均不同程度见到增产/增注效果.因此,实践证实高速对裂缝表面的冲刷及岩石的不可变形客观存在.     

镇泾地区曙光油田延长组构造裂缝分布评价

根据曙光油田延长组岩心、常规测井等资料,对研究区井剖面中的裂缝发育情况及平面上裂缝的分布情况进行了预测,并对地层中裂缝的参数进行了计算。结果表明,地层中主要有构造成因的垂直裂缝、高角度斜交裂缝及重力卸载作用形成的层理、纹理缝,垂直缝及高角度斜交缝是主要的有效裂缝,裂缝延伸长度大且无充填或充填少量的方解石。由于地层中的有效裂缝主要是构造裂缝,因此采用反映构造变形的主曲率法和构造滤波技术对研究区的构造裂缝发育情况进行了预测评价。研究结果表明:构造轴线、高点、构造鼻隆等变形大的部位且正向构造叠加次数多的区域,裂缝相对越发育。     

复杂裂缝产生机理研究

目前的水力压裂理论多数是建立在单裂缝延伸基础之上的，这种假设在大多数情况下都能满足工程实践的需要。随着储层改造复杂性的增加和认识手段的提高，逐渐认识到有复杂的裂缝形态存在，包括转向裂缝、鱼刺状小裂缝、不同方位的多裂缝、同方位的多裂缝及纵向上的多裂缝等。这些复杂的裂缝形态与裂缝尺寸、改造效果及压裂施工的成败直接相关。结合射孔方式、地层特点、地应力结构及裂缝产生的微观过程，阐述了各种裂缝形态的产生条件，从而提高压裂设计的针对性与压裂施工的成功率。     

基于ABAQUS的裂缝性漏失过程动态模拟研究

裂缝性漏失最为普遍、复杂且难以解决，由于现场难以对其漏失过程进行准确预测，导致目前裂缝性漏失堵漏成功率较低。基于损伤力学原理，利用ABAQUS软件中的cohesive单元模拟漏失过程中裂缝的起裂和扩展，建立了三维地层裂缝性动态漏失模型。通过分析漏失过程中裂缝形态、井周应力及地层孔隙压力的变化情况，得到了裂缝性漏失过程的动态规律。研究结果表明，随着漏失时间的增加，裂缝的开度受扩展压力的影响先降低后逐渐增加；随着裂缝开度的增加，裂缝长度的增长幅度逐渐变缓；漏失裂缝的扩展使得裂缝开口（0°位置）附近井周压应力逐渐下降，在垂直于裂缝开口附近井周压应力逐渐增加；井周附近孔隙压力受钻井液侵入的影响，随着时间的增加逐渐增大。      

碳酸盐岩岩心裂缝分析方法

裂缝发育规律分析是裂缝性储层评价中的一个既重要又棘手的环节。如何利用有限的取心资料分析和评价储层裂缝，对裂缝性油气藏的勘探开发有着重要意义。本文从最基础的现场岩心裂缝描述入手，介绍了定性、定量分析岩心裂缝特征及刻度测井的一般方法。该方法具有一定的通用性，并在塔北奥陶系裂缝性灰岩储层评价中应用，取得了较好效果。     

天然裂缝对水力压裂的影响研究

在对石炭系天然裂缝发育地层进行水力压裂施工时，常会遇到异常高压及脱砂现象，有时导致施工的失败，而多裂缝是产生这些现象的根本原因。从裂缝的微观延伸出发，理论上剖析了井壁附近天然微裂缝在裂缝连接、裂缝延伸方面的作用：在水力裂缝延伸沿程的天然裂缝会改变水力裂缝的传播方向，从而导致裂缝的连接性能变差，产生多条水力裂缝；在射孔边缘的天然裂缝，虽然在方位上对裂缝连接极为不利，但仍可能成为水力压裂裂缝的最初通道，直接改变裂缝的延伸方向，使得裂缝自然连接的过程变缓或失败。针对上述情况，作为应对措施，一是加入细陶或微陶，封堵部分狭窄裂缝，兼降滤作用；二是，前置液中加入柴油，降低滤失：三是缩小射孔段的长度，减少裂缝的起裂点。     

裂缝性储集层油藏的特征

本文研究裂缝性油藏在开发过程中遇到的若干问题，如压差在开发过程中的动态，酸处理对裂缝性储集层强化开采的影响，各种完井方法及开发层系的采油效果，开发过程对岩石变形的影响等。     

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中原油田属于地质构造复杂的断块油气田，储层物性差，具有低渗、埋藏深、温度高、层多、层薄、跨距大、射孔井段长、非均质性严重、单井产量低的特点，大部分井层需经过压裂改造方可投入生产，水力压裂改造是中原油田油气井增产稳产的主要手段。目前油田已处于开发的中后期，为有效地开采地下剩余油，所打的新井大部分均为定向斜井，这些井也需要进行压裂改造才能投入生产。在对这些斜井进行压裂改造的初期，采用常规的工艺方法，施工过程中时而发生砂堵现象，施工成功率不高。在对砂堵的原因进行分析后，认为相对于直井来说，斜井压裂更易产生弯曲裂缝及多裂缝，而弯曲裂缝及多裂缝是造成近井地带脱砂而发生砂堵的主要原因。为解决弯曲裂缝及多裂缝造成的问题，除采用提高施工排量、适当增加前置液比例、适当提高压裂液粘度、不过分追求施工后期高砂比等工艺措施外，主要就是应用了前置液支撑剂段塞工艺，减少了斜井压裂施工过程中的砂堵现象，施工成功率得以大幅提高。     

裂缝性气藏压裂关键技术

结合川西和国内外裂缝性油气藏在压裂施工实际,在裂缝性气藏压裂施工过程中,由于天然裂缝开启导致的压裂液过量滤失、主裂缝难以形成和延伸,施工过程中表现出高的施工压力和低砂比阶段快速砂堵等难点,通过压前裂缝诊断技术、压裂施工过程中的综合降滤、实时裂缝诊断技术是确保裂缝性气藏压裂避免沿天然裂缝延伸形成张开程度不一的多支缝,确保施工过程中形成具有一定缝宽的主裂缝的关键。为后期加砂压裂提供了基础保障。
     

基于叠后地震数据的裂缝预测与建模——以太阳—大寨地区浅层页岩气储层为例

太阳—大寨地区在钻井过程中常见泥浆漏失、压裂施工压力高等现象,鉴于叠后三维地震资料几何属性定量预测裂缝的可靠性和精度存在尺度及破碎程度的量化分级问题,提出了基于地震几何属性的裂缝地震相识别和裂缝确定性提取及建模方法。综合应用地震倾角属性、曲率属性和非连续性等多属性,以贝叶斯概率模型为基础,通过无监督聚类分析获得最佳的聚类效果和聚类数;垂向采用逐个时间切片扫描法建立裂缝的空间体系,并对追踪得到的所有线状结构进行清理去噪,简化复杂几何结构,对清理后的裂缝进行网格化重构,计算了裂缝的几何（拓扑）参数,建立了高精度离散裂缝模型。结果表明,应用该方法在太阳—大寨地区浅层页岩气区块准确预测了水平井钻进过程中的断裂和裂缝发育位置,断层和裂缝预测准确率达到92%,有效规避了钻井泥浆漏失,并对压裂设计提供了有力支撑。裂缝地震相识别与离散裂缝网络模型的建立为有效解决该区页岩气藏钻井工程、压裂工程等复杂施工问题提供了依据。     

塔里木盆地巴楚-柯坪地区新生代断裂系统

巴楚隆起是塔里木盆地的一个次级构造单元,内部断裂系统走向以北北西向为主,北侧与之相邻的柯坪冲断带断裂走向近东西向,属于南天山构造体系。两个断裂系统在平面上呈近于正交的关系。巴楚隆起大面积缺失中、新生界,其内部断裂体系起始活动时间的确定较为困难。通过对巴楚和柯坪地区新生代层序特征对比研究及其接触关系分析,结果表明中新世巴楚隆起南北向断裂体系开始形成,向北一直延伸到柯坪构造带之中。两个构造单元的南北向断裂有较好的对应性。柯坪东西向断裂系统的主要活动期是上新世(N₂)以后。现今柯坪构造带南北向和东西向断裂体系是不同时期构造的叠加。在此基础上,构建了巴楚和柯坪断裂体系形成的构造地质模型。     

高性能管线钢DWTT试样异常断口分析

根据DWTT试样断口中脆性区产生的原因不同,异常断口形貌分为三类:第一类试样韧性起裂后,经历较长的韧性稳定扩展,仅在锤击区域产生孤立的脆性断裂形貌区;第二类试样韧性起裂后,经历韧性稳定扩展,转变为脆性断裂直至试样破坏,脆性面积较大;第三类试样起裂区和锤击侧均为韧性断裂形貌,仅在试样中部核心部位产生脆性断裂区域.通过降低试样断裂过程中承受的最大载荷和横向约束,可以减少或消除由于试样在试验过程中过大的压缩变形和试样厚度局部增大产生的第一类和第二类异常断口.而主要由于裂尖应力状态发生变化产生的第三类异常断口,其韧脆断裂形貌的转变是材料本身力学性能的体现,在实际管道结构的断裂过程中是会发生的,在试验中也是不可能消除的.因此,不加区别地将异常断口试样全部视为无效试样,人为消除试验中的异常断口,将会存在巨大的安全隐患.     

大斜度井压裂工艺研究

大斜度井在压裂增产过程中与直井的差异较大,主要由于井斜造成裂缝形态与直井不同,近井筒处出现裂缝弯曲、微裂缝、裂缝窄以及施工压力异常等现象,影响施工完成.研究分析了井斜对裂缝起裂、裂缝形态以及施工压力等因素的影响,找出大斜度井与直井的区别,并提出提高施工排量、加入支撑剂段塞、增大前置液量等工艺措施,经现场试验证明了其可行性.     

在裂缝型油气藏中地应力的应用

地应力作用形成储层裂缝、断层及构造,是油气运移、聚集通道和场所之一,现代应力场影响和控制着油气田在开发过程中油、气、水的动态变化;油田在采油过程中使岩石孔隙压力和裂缝孔隙压力下降,岩体收缩,导致岩石中应力变化。因此地应力研究在油气勘探开发中有着十分重要的现实意义和不可估量的经济意义。     

一种基于接触性理论的储层裂缝闭合新模型

运用弹塑性理论,提出了一种更加合理的基于微观结构的新型裂缝闭合模型。在新模型中,首先,运用经典的接触力学理论,将裂缝表面微凸体受挤压状态分为完全弹性变形、弹塑性变形和完全塑性变形3个阶段,并且假设弹塑性变形阶段光滑且连续地衔接其他2种变形。为了更好地描述衔接过程,采用了样板函数,连接完全弹性变形和完全塑性变形状态方程,进而得出微凸体受挤压而压缩整个过程的数学模型。随后,引入当前关于概率分布的理论,合理优化出因为表面的微凸体受压缩而导致裂缝闭合的状态模型。最后,使用新模型模拟出裂缝闭合量随各项参数的变化,并与已有的完全弹性模型、完全塑性模型进行对比。结果表明,新模型中裂缝闭合量随各参数的变化介于完全弹性模型和完全塑性模型之间,裂缝受到有效应力而闭合的状态也更加符合预期,可以合理地体现裂缝逐渐闭合的状态。     

基于离散裂缝模型的裂缝井渗流压力场分析

人工压裂技术是低渗透油藏开采的重要技术手段,为深入了解垂直裂缝井生产过程中地层压力分布规律,基于离散裂缝模型,对人工裂缝进行降维处理,实现对裂缝的合理简化,在保证计算精度的同时有效提高计算效率.以此为基础建立裂缝井渗流压力计算模型,利用有限元方法进行离散求解,得到不同时间地层中压力的剖面图.通过对定压边界下单裂缝井和多裂缝井的计算可以看出,对于定产量生产的油井,在相同的生产时间内,裂缝内压力下降幅度明显高于地层,压力也比周围区域偏低.对于同一地层中的不同裂缝,裂缝导流能力越强,流体在裂缝内流动时消耗压力越少,井底压力等值线越稀疏.井底附近等压线为一组近似椭圆,其长轴长度与裂缝长度有关.     

基于CCUS 的CO2管道延性断裂机理及止裂控制研究进展

针对CO2输送管道运行过程中存在的延性断裂风险,从管道断裂机理和止裂控制两个方面综述了国内外研究进展,分析了不同相态、管材类型、杂质因素等初始条件对CO2管道断裂扩展规律的影响,总结分析了不同止裂控制方法的止裂原理和结构,以及不同类型止裂结构在试验和数值模拟中所体现的止裂效果。在综述基础上,归纳了当前CO2管道断裂机理及止裂控制研究方面需要深入研究的问题,并对相关研究内容进行了展望,包括裂纹裂尖处CO2热物性质与裂纹断裂扩展的耦合关系的研究、可靠的管道止裂准则的建立、适用于CO2管道的止裂结构的设计优化等,以期为CO2管道的合理设计、安全运行以及CCUS 技术的推广实施提供参考。     

火山岩储层水平井分段压裂剪切破裂体积模拟方法

火山岩储层压裂对天然裂缝的有效激活可改善储层渗流能力,提升压裂效果。因此,火山岩储层水平井分段压裂的天然裂缝剪切破裂体积和剪切位移的模拟与表征,对量化储层改造充分程度、优化压裂工艺设计具有重要意义。针对裂缝性火山岩储层水平井分段压裂水力裂缝的动态延伸行为,考虑扩展裂缝对应力-压力场的干扰作用,以此触发天然裂缝的剪切破裂机制,建立了火山岩储层水平井分段压裂剪切破裂体积模拟方法。研究表明:剪切破裂体积随着水平应力差、天然裂缝逼近角、弹性模量、压裂液总量及注入排量的增大而增大,随着天然裂缝内聚力的增大而减小;泊松比对剪切破裂体积的影响不明显。该方法实现了对火山岩储层水平井分段压裂剪切破裂体积的定量模拟与表征,对提高火山岩储层压裂的优化设计及压后效果评估具有重要的理论指导意义和矿场应用价值。