煤层气井脉冲压裂技术研究现状

目前,煤层气井压裂主要采用水力压裂工艺,受到储层特性的限制,以及大型压裂设备和作业规模的约束,地层裂缝达不到生产要求。脉冲压裂是在较低的压力条件下,形成更为复杂的裂缝网络,增大有效裂缝体积和连通程度。因此,相应的脉冲压裂技术和设备得到持续发展。通过调研国内外的最新压裂技术和设备,从技术原理、技术特点以及实际应用效果等方面介绍了高能气体脉冲压裂、等离子脉冲压裂、高速通道压裂和金属丝电爆炸压裂技术。通过比较现有的技术和设备,认为井下脉冲压裂设备有更好的发展前景。     

多级脉冲爆燃压裂破岩机理研究

介绍了多级脉冲爆燃压裂技术的作用原理和技术特点,并通过理论计算推导出了多级脉冲爆燃压裂的设计方法,对提高现场压裂效果将起到积极的指导作用。     

多级脉冲爆燃压裂作用过程耦合模拟

针对多级脉冲爆燃压裂作用过程瞬态性、多场耦合复杂性,建立多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,并进行模拟计算和矿场应用分析。将多级脉冲爆燃压裂作用过程分解为火药爆燃加载、压挡液柱运动、射孔孔眼泄流、裂缝起裂和裂缝延伸5个子系统,基于给定的基本假设建立各子系统的动力学模型,并借助节点系统分析方法得出多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,既可定量计算合理装药量,又可对爆燃压力、裂缝形态进行定量动态预测。通过模拟计算分析了多级脉冲爆燃压裂过程中爆燃压力、压挡液气液界面位移、裂缝长度的变化规律,并将全过程按时间分为5个阶段。矿场应用结果表明:基于该方法开展的多级脉冲爆燃压裂在设计药量下可成功压裂油层并降低破裂压力,确保后期措施顺利进行。图6表1参30     

爆燃压裂技术在筛管完井污染解堵中的应用

中国南海东部油田筛管完井的井型比例较高,部分井由于缺乏有效的增产措施而长期处于关井状态.为了解决这一问题,本文以南海东部油田的H-20sb井为例开展爆燃压裂技术的应用研究.在分析爆燃压裂技术对筛管完井井型技术适用性的基础上,通过修正爆燃压裂压力与时间主模型、修正压挡液柱运动子模型、采用筛管泄流子模型替换原射孔孔眼泄流子...     

液态CO2压裂技术在煤层气压裂中的应用

煤层气是一种非常规天然气资源。煤层气储层与常规天然气储层相比具有很大的差异。煤层通常以多个煤层组形式存在，各组之间相距的距离不等，这一特征加上煤岩本身的一些特性，使得煤层压裂与常规储层压裂之间存在一些差异。文章介绍了液态CO2压裂技术的原理、优缺点以及工艺技术特点。对利用液态CO2施工的步骤及效果进行了对比分析，建议在煤层气压裂中有针对性地利用谊项技术；     

长井段脉冲爆燃压裂技术在N2-4-D48井的应用

油气井长井段（大于10 m）的爆燃压裂一直是高能气体压裂领域亟待解决的难题。PFGun长井段脉冲爆燃压裂技术能一次性处理180 m以上长井段,满足井筒周围解堵改造、增产增注作业要求。介绍了长井段爆燃压裂技术工作原理、系统结构、技术参数以及在N2-4-D48井的现场应用过程和增产效果。采用井下P-T仪、40臂井径测井和八扇区声波变密度测井分别对措施过程中井下压力—时间变化关系、施工前后套管内径和水泥环胶结系数进行了测试。测试结果表明,施工后油井初期产能由措施前9.6 t/d增至22 t/d,施工前后套管内径变化最大不超过5 mm,水泥环胶结系数最大下降0.03,能满足安全使用要求。现场应用表明,PFGun长井段脉冲爆燃压裂技术增产效果显著,工艺安全性好,可进一步推广应用。     

煤层气井压裂技术探讨

彩504煤层气井压裂是克拉玛依油田进行的首次煤层气井压裂改造，由于对地层认识不足，缺乏参考资料及经验参数，给施工带来很多困难。通过对该井压裂资料的综合分析及研究，探讨今后对煤层气压裂改造的思路和合理的施工规模，对煤层气开发具有一定指导意义。     

煤层气井压裂注入工艺及其效果评价

通过对煤层气井压裂注入工艺和压裂效果评价方法等的调研,弄清了国内外在煤层气压裂方面的发展现状。从煤层气垂直井压裂到煤层气水平井压裂,从水力压裂到气体压裂等,详细地介绍了各种压裂注入工艺及其适用地层条件,并总结出了各种适合煤层气压裂的效果评价方法。     

煤层气井压裂脱砂原因分析

在准噶尔盆地，对于煤层气的勘探开发尚处于调研实验阶段，对煤层气的勘探开发技术还不很了解，尤其是压裂方面的技术。该文以准噶尔盆地煤层气井压裂应用实例为基础，介绍了煤层压裂技术并着重分析采用活性水压裂液进行压裂的煤层气井施工中出现脱砂的原因，为今后新疆煤层气压裂提供有益的借鉴。     

深部煤层气压裂技术与应用

由于煤层裂隙系统不具备较强连通性,且渗透率较低,故而需要通过压裂技术对煤层气储集成增加产量,而煤层气作为我国重要非常规天然气,储层改造是增加煤层气产量的重要措施,压裂是储层改造当中的主要手段与方式。基于此,本文将主要针对深部煤层气压裂技术以及其应用展开相关探讨分析。     

过筛管爆燃压裂技术

针对海上油田筛管完井的油井常规酸化压裂措施受平台空间局限的问题,研发了过筛管爆燃压裂工艺.运用火药参数优化分析方法,研发了径向燃速为3.57 mm/s(环境压力为6.0 MPa),火药力为669 kJ/kg,耐温可达178℃(48 h)的HY-1推进剂火药;利用筛管孔眼压降和压挡液柱井斜模型,编制了高精度筛管完井爆燃压...     

多级脉冲气体加载压裂技术

多级脉冲气体松弛岩层地应力、压裂地层的过程中,裂缝内爆燃气体压力分布影响裂缝起裂扩展。应用叠加原理将作用于油水井壁裂缝的复杂载荷分解为单个简单载荷,通过设定与时间相关的气体压力分布函数,根据弹性力学、线弹性．断裂力学理论推导油水井射孔后高地应力约束条件下裂缝尖端应力强度因子,得到了爆燃气体压裂井壁岩层起裂扩展条件,该条件可以反映裂缝内随时间变化的气体压力梯度对裂缝形态的影响。算例分析和现场对比试验结果表明,多级脉冲气体加载压裂与单级高能气体压裂相比,起裂压力升高,止裂压力降低,对地层作用时间显著延长,得到的岩层裂缝长度是后者的。2～3倍,与水力压裂联作可显著降低地层破裂压力,进一步提高和改善地层渗透性。图3表1参11     

煤层气井压裂技术的现场应用

煤层气是一种重要能源,它是一种储存于煤层及临近岩层之中的非常规天然气,其主要成分是甲烷。开采这种气体必须在煤层的天然裂缝与井筒之间建立起有效的连通孔道。产生这种连通孔道的最有效方式是对煤层进行水力压裂。通过山西晋试 1井组的压裂改造,研究了煤层水力压裂机理,煤层扬氏模量比普通砂岩储层低 1个数量级,因此,难以形成长的支撑裂缝。经过室内试验获得了晋城地区煤层岩石力学参数。针对煤层的地质特点,优选了煤层气井压裂工艺,完成了现场施工及裂缝方位监测,并对压裂施工效果进行了评价。     

爆燃压裂技术在筛管完井污染解堵中的应用北大核心CSCD

中国南海东部油田筛管完井的井型比例较高,部分井由于缺乏有效的增产措施而长期处于关井状态。为了解决这一问题,本文以南海东部油田的H-20sb井为例开展爆燃压裂技术的应用研究。在分析爆燃压裂技术对筛管完井井型技术适用性的基础上,通过修正爆燃压裂压力与时间主模型、修正压挡液柱运动子模型、采用筛管泄流子模型替换原射孔孔眼泄流子模型的方法,建立了一套适用于筛管完井的爆燃压裂模型;通过数值计算和爆燃压裂筛管地面打靶试验的方式,优选并确定了安全实施筛管完井爆燃压裂的火药总质量、火药力、燃烧速度、火药单位质量和起爆方式等参数,最后分析爆燃压裂技术在H-20sb井的现场应用效果。研究结果表明,爆燃压裂技术产生的高压气体可以冲刷解堵筛管周围污染物并穿透污染带,扩大后续酸化半径,提高酸化作业效果,最终达到提高油井产量的目的。本文研究成果为筛管完井的增产技术探索了新途径,也为爆燃压裂在筛管完井的进一步应用提供了借鉴。     

煤层气井压裂效果评价方法

通过把压裂施工阶段作为试井注入阶段,压裂施工后关井作为试井的压降阶段,对压降曲线进行试井分析,得到裂缝长度等压后储层参数,进而对压裂效果进行评价,并制定了压后效果评价标准,对不同类型煤层气井的压裂工艺、施工参数和压裂液体系进行优化,为下步整体压裂排采效果的综合评价提供了可靠的依据。     

水力喷砂分段压裂工艺在U型煤层气井中的应用

YP1井组是由一口筛管水平井YP1和直井YP1V组成的U型煤层气井.根据筛管水平井井况及特点,优化了施工管柱、水力喷射压裂工具尺寸和喷嘴组合方式.为防止φ114.3 mm小直径筛管水平井压裂管柱砂卡,将拖动式水力喷射压裂工具与滑套式工具相组合,融合了二者施工工艺.水力喷砂射孔液体通过YP1V井排出,进一步减少水平井沉砂风险.顺利完成YP1井4个层段水力喷射分段压裂改造,共计加砂83 m3,压裂管柱成功上提出井.该U型井压裂施工前无产量,压后对YP1V井实施排水降压,随井底流压下降,产气量最高上升至636m3/d.     

沁水地区煤层气储层多脉冲压裂技术试验及应用研究

沁水盆地煤层气储量较为丰富,煤层埋深较浅,煤储层孔隙度、渗透率低,目前主要以水力压裂改造煤气层储层达到投产增产目的。针对沁水地区浅层煤层气储层地质特征及开发特点,水力压裂地层破裂压力不明显,二次压裂增产效果不理想等问题,开展了煤层气储层多脉冲压裂技术的试验应用研究与探索。重点论述了浅层煤层气多脉冲压裂技术设计方法、装药结构设计、作用机理与工艺设计及全封闭井口多脉冲压裂设计等,总结分析了三口井现场试验的效果及存在的不足。该工艺技术应用试验的成功为浅层煤层气压裂开发提供了新的增产技术与途径。建议进一步完善工艺和优化设计方法,在单井多脉冲试验应用的基础上,开展煤层气多脉冲压裂技术与水力压裂复合工艺研究,以提高综合压裂效果。     

煤层气井压裂效果影响因素分析与技术对策

煤层作为自生自储式非常规储层较常规储层开采难度大,在我国直接表现为单井产量低,严重制约煤层气产业发展。以压裂煤层气井产能为基础,分析并研究了影响压裂效果的因素及其影响方式,主要包括压裂液类型、支撑剂性能、排量和砂比等施工参数以及应力状态的改变,其主要通过作用于渗透率、导流能力、裂缝的延伸来对增产效果产生影响。最后针对国内外技术现状提出可提高煤层气井压裂效果的技术对策,为进一步发展我国煤层气井增产改造技术提供视角。     

PFGun脉冲爆燃射孔联作工艺在注水井的应用

脉冲爆燃压裂利用火药做功于压裂地层,改善井筒附近地层渗流能力,施工工艺成熟,成本低。研究开发了PFGun脉冲爆燃压裂与射孔联作工艺技术,管串结构为射孔枪和压裂枪单元式组合,一趟管柱中将射孔枪和脉冲爆燃压裂枪组合,利用炸药爆轰和火药燃烧的时间差,点火起爆后先射孔形成孔道,随后火药燃烧产生高温高压气体通过孔道进入地层压裂。使用PropFrac软件模拟评估施工安全性及作业效果。在长庆油田注水井现场应用结果表明,该工艺施工简便,效率高,井下无落物,应用效果较好。