压裂气井防支撑剂回流技术研究

压裂气井支撑剂回流造成的危害极大.从优化压裂施工顶替液量、压裂液的破胶性、压后排液工艺措施以及树脂涂层支撑剂和纤维支撑剂的防回流技术等方面分析了各种防回流技术的原理及其工艺特征.对纤维支撑剂进行了室内混合性评价,分析了压裂液破胶性能和闭合压力对支撑剂稳定性的影响,为压裂防止支撑剂回流技术提供依据.     

支撑剂导流能力测试实验研究

选用DL-2000酸蚀裂缝导流能力实验仪,以蒸馏水和氮气作为介质,以短期导流能力实验评价方法为基础,展开长期导流能力评价,并对短期导流能力和长期导流能力进行实验对比。实验结果显示:在相同的闭合压力、支撑剂类型、铺砂浓度等实验条件下,短期导流能力优于长期导流能力;随着支撑剂粒径增大及铺砂浓度加大,导流能力也随之增强;当温度为80℃时,其导流能力大于常温(24℃)时的导流能力;与陶粒不同,石英砂粒较易破碎,其导流能力也较小;在任意闭合压力条件下,导流能力随着模拟地层压力时间的延长而逐渐下降。     

支撑剂异常影响裂缝导流能力的实验研究

阐述石英砂、树脂砂与人造陶粒的物理综合性能评价情况。对石英砂、树脂砂和人造陶粒三种支撑剂在不同闭合压力下的导流能力进行对比,并测试同种支撑剂不同粒度范围的导流能力。与以往实验室测试不同的是在三种支撑剂导流能力下降到一定数值后将闭合压力降低为零,再次测试三种支撑剂经高闭合压力后的导流能力情况,以此判断导流能力受到何种异常...     

压裂气井支撑剂回流研究进展

针对压裂气井支撑剂回流问题,从压裂气井支撑剂回流机理、回流预测方法和回流控制技术三个方面综述压裂气井支撑剂回流研究的进展。提出7种支撑剂回流控制技术,这些技术都是基于增强支撑剂充填层的稳定性,其中表面增强技术和液体树脂技术对支撑裂缝的导流能力无影响,应用前景广阔。     

支撑剂回流及其在裂缝内分布影响因素研究

针对压裂施工后压裂液返排时裂缝内支撑剂的运动特性建立数学模型,模拟裂缝内压裂液返排及支撑剂的回流过程,通过模拟计算掌握了压裂液返排粘度、支撑剂密度、支撑剂粒径对支撑剂回流量及支撑剂在裂缝内分布的影响规律。结果表明对于所研究的影响因素伴随着支撑剂回流量的减少缝内支撑剂的分布状况逐渐变差,因此在具体设计时必须综合考虑各方面的影响,以便获得最优的结果。     

压裂液强制返排中支撑剂回流理论及应用研究

对于低渗致密储层,压裂施工结束后常采用压裂液强制返排技术,支撑剂是否回流是该技术成功与否关键性的评价标准.针对目前支撑剂回流机理研究的局限性,详细分析了支撑剂运移回流的物理过程,通过对注入的最后一段支撑剂中的单颗粒支撑剂的受力分析,建立了支撑剂回流的运动模型和起动模型.计算结果表明:注入的最后一段支撑剂在停泵后瞬间就在裂缝口停下来,支撑剂是否发生回流主要取决于返排的压裂液是否有足够的速度将支撑剂起动;在强制返排的过程中,先用小油嘴放喷返排,然后换用较大油嘴,既能及时把压裂液排出地层,又能较好地防止支撑剂回流.为定量选择放喷油嘴直径提供理论依据,优化返排工艺.     

加入纤维影响支撑剂导流能力的实验研究

有多种方法可消除或减少压裂后支撑剂的回流,其中纤维技术最具发展潜力。为了评价纤维的性能,开展了纤维加入对支撑剂导流能力影响的实验研究。结果表明：纤维对支撑剂导流能力的影响存在一个最优纤维加量浓度;纤维对不同粒径的支撑剂影响也不同;纤维的加入须选择合适的时间,否则会影响支撑剂的导流能力;加入纤维后支撑剂在不同铺砂浓度下的...     

自悬浮与普通支撑剂裂缝导流能力实验研究

开展了自悬浮支撑剂与“支撑剂+携带液”裂缝导流能力对比实验研究,并进行了机理分析。结果表明,无论是自悬浮支撑剂还是“支撑剂+携带液”,随闭合压力增加,裂缝导流能力均减小。随填砂浓度增加,裂缝导流能力均增加。与石英砂相比较,陶粒抗压和裂缝导流能力明显较高。聚合物类携带液一方面可以增强支撑剂抗压能力,降低破碎率,进而增加裂缝导流能力。另一方面,携带液在支撑剂颗粒间隙中会发生滞留,致使渗透率减小,这会降低裂缝导流能力。因此,最终裂缝导流能力是渗透率和破碎率共同作用的结果。与“支撑剂+携带液”相比较,自悬浮支撑剂破碎率略高,对裂缝导流能力未造成明显影响。由此可见,自悬浮支撑剂加工过程中并未对支撑剂抗压能力和裂缝导流能力造成影响。     

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。     

循环应力加载条件下支撑剂破碎率实验研究

运用微机控制电液伺服万能试验机,对循环应力加载条件下支撑剂破碎率进行实验研究,考察不同支撑剂及不同应力加载次数下支撑剂的破碎率情况。实验结果表明：循环应力加载对支撑剂的破碎率影响很大。随着应力循环加载次数的增加,破碎率上升明显,且破碎率开始上升较快,随着循环次数的增加而上升缓慢。     

煤岩压裂裂缝长期导流能力的实验研究与评价

当前煤岩长期导流能力测试实验受人为因素影响,不能完全反映煤岩自身的物理性质,实验中无统一单点承压测试时间,支撑剂组合选择单一。针对这些不足,运用裂缝导流仪对煤岩裂缝长期导流能力进行实验研究与分析,确定长期导流能力实验研究中单点的最佳承压时间。研究认为长期导流能力受铺砂浓度和支撑剂类型影响很大,受支撑剂粒径影响较小:其中石英砂类支撑剂导流能力好,但却存在砂堵的缺陷;树脂包砂类支撑剂抗压性能良好,和石英砂配合使用既能增加导流能力,也能降低出砂的损害。     

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.     

支撑剂表面疏水处理方法的研究

对支撑剂表面进行疏水处理可以使其在支撑裂缝、防砂的同时起到降低油田产出水的目的。疏水表面处理方法共分为普通疏水及超疏水两大类。普通疏水表面制备方法分为表面活性剂、有机硅材料、含氟材料3个方面;超疏水表面制备方法分为溶胶-凝胶法、电纺法、模版法、层层自组装法和刻蚀法。对其处理结果等进行对比,结合现场已有的抑水支撑剂应用情况,提出将疏水表面制备方法应用于支撑剂。使用表面活性剂对石英表面进行疏水性改造实验,发现阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的效果最好,接触角由13.7°增大到73.2°。此时表面张力为48.88mN/m,吸附量为0.292mg/g。     

憎水憎油型支撑剂研究

憎水憎油型支撑剂是一种新型的压裂用支撑剂,可通过在含氟聚合物溶液中以适当的工序处理陶粒、石英砂等压裂用支撑剂获得.从分子结构与附着功的角度分析了含氟聚合物溶液处理常规支撑剂使其表面改性的作用原理,介绍了该支撑剂的处理工艺,同时对憎水憎油型支撑剂的化学稳定性、憎水憎油性、导流能力及其对压裂液携砂性能的影响等方面进行了室内实验研究.结果表明,该支撑剂处理工艺简单、稳定性好,将其应用于压裂施工,明显降低了地层流体对水力裂缝堵塞的可能性,从而使裂缝长时间保持高导流能力,达到延长压裂有效期的目的.     

水力压裂用支撑剂破碎率的影响因素分析

水力压裂是提高储层产能的有效措施,而其效果与支撑剂性能相关.破碎率是水力压裂用支撑剂性能评价的重要指标之一.遵循有关测试标准的规定,通过室内实验,分析了支撑剂铺置浓度、铺置方式、闭合应力加载速率、支撑剂湿度和粒径分布等因素对石英砂、陶粒类支撑剂破碎率测试值的影响.实验结果显示,这些因素对支撑剂破碎率测试值都有一定的影响...     

回流式低速风洞试验段流场特性实验研究

对回流式低速风洞试验段横截面进行流场测量和测试数据分析。由于回流式低速风洞试验段流场受边壁效应的影响且风洞两壁面不光滑,所以造成紧靠管壁处的流体速度趋于零。由于空气流体黏性的作用,使得从管壁到管的中心,速度有一定的梯度变化,且靠近管的中心时速度最大。经风洞划分区域并标记区域中心,测量结果表明,风洞中央风速明显略高于目标风速,且越往两侧风速越低。     

压裂水平井支撑剂运移及产量研究

根据压裂水平井实际情况,首先建立了支撑剂在三维裂缝的运移分布和水平井压后产能预测模型;结合裂缝三维延伸模型、温度场模型和压裂优化设计方法研制了压裂水平井设计软件.其中支撑剂运移模型通过引入支撑剂对流质量传递方程,考虑了支撑剂对流、温度分布、压裂液滤失等因素对支撑裂缝尺寸的影响;产能预测模型考虑了水平井压后形成的多裂缝间的相互干扰、裂缝条数、裂缝间距、裂缝导流能力、裂缝平面与水平井筒夹角等因素对水平井压后产能的影响.通过实例应用,模拟结果与实际情况吻合程度高,表明了模型的可靠性.