支撑裂缝导流能力实验研究

基质渗透率低是低渗透储层最主要的特征,对这类储层的开发,基本都要进行压裂改造.通过实验的方法对影响水力裂缝导流能力和酸蚀导流能力的因素进行了研究.对于同种类型支撑剂,20 ～ 40目的导流能力比40～60目的要大60％以上.支撑剂粒径均为20～40目,在实验压力为69 MPa时,高支撑剂强度(69 MPa)的粒径破碎率比低支撑剂强度(52 MPa)的粒径破碎率低4.3％.在支撑剂中掺入不同质量浓度的纤维之后,纤维的质量浓度为5％时,与其他3种质量浓度(10％、15％和20％)相比导流能力的损失率小20％以上;在不同粒径组合形成的充填层中,掺入纤维后,要获得较大的导流能力,要求大粒径所占的比例大于66.67％.     

页岩储层支撑裂缝导流能力实验研究

为深入了解页岩储层支撑裂缝导流能力的大小及裂缝有效性,开展了支撑剂粒径、类型、铺置方式对导流能力影响的实验研究,并进行了循环应力加载模拟开、关井过程引起的地层应力波动对页岩储层导流能力影响的实验研究。结果表明:低闭合压力下,粒径越大,导流能力越高,随着闭合压力的增大,大粒径支撑剂导流能力下降迅速;支撑剂均匀铺置与完全混合铺置相比,前者导流能力较好;开、关井过程引起的地层应力波动对页岩导流能力的影响较大。以上因素的研究对压裂方案设计优化和现场施工具有一定的理论指导意义。     

低渗透油藏支撑裂缝长期导流能力实验研究

结合胜利油区低渗透油藏的特征,运用FCES-100裂缝导流仪,进行了支撑剂充填裂缝长期导流能力实验,考察了不同闭合压力、支撑剂嵌入与否、不同浓度和用量的压裂液对支撑剂充填裂缝导流能力的伤害程度,分析了各种因素对导流能力的伤害机理。实验结果表明,闭合压力每增加1MPa,导流能力下降1.86μm2·cm,支撑剂的嵌入可使导流能力最多下降46.7%,压裂液残渣的伤害可使导流能力降低90%以上。提出了通过加大铺砂浓度减小各种因素对导流能力伤害程度的方法。实验结果对支撑剂的选择、压裂液的研制以及现场施工都有积极的指导意义。     

支撑裂缝导流能力影响因素实验研究与分析

支撑剂性能好坏直接影响支撑裂缝的导流能力,影响支撑剂性能的因素很多,除了支撑剂自身因素外,外界环境因素也不容忽视。从实验角度研究分析了支撑剂强度、粒径及粒径组合、铺砂浓度、闭合压力、温度和时间、支撑剂嵌入、地层微粒和压裂液残渣对导流能力的影响,实验结果对正确评价支撑剂性能以及合理选择支撑剂具有一定的参考价值。     

支撑裂缝长期导流能力数值计算

运用FCES-100裂缝导流仪,研究了闭合压力、时间等因素对支撑裂缝长期导流能力的影响程度。实验表明,对一定粒径的陶粒,闭合压力和时间是影响导流能力的主要因素。在大量实验数据的基础上,应用统计原理,回归出长期导流能力随闭合压力和时间变化的函数表达式,并通过现场运用,验证了其准确性,对科学研究以及现场压裂施工具有指导意义,同时也是支撑裂缝长期导流能力计算方法的新尝试。     

高速通道压裂支撑裂缝导流能力实验评价

支撑裂缝导流能力是评价压裂施工效果的重要参数,通过室内导流能力实验,研究支撑剂粒径和段塞数、纤维浓度及其加入方式对高速通道压裂支撑裂缝导流能力的影响,并采用正交试验和灰色关联分析法分析各参数对支撑裂缝导流能力的影响程度。结果表明:支撑剂粒径越大,支撑裂缝的导流能力越强;支撑剂段塞数越多,通过增加支撑剂段塞数得到的支撑裂缝导流能力增幅越小;当闭合压力小于41 MPa时,支撑剂段塞数越多,支撑裂缝导流能力随着闭合压力的增大降幅越大;支撑裂缝导流能力随纤维浓度的增加而降低,以纤维包裹支撑剂这种纤维加入方式对支撑裂缝导流能力的影响最大;各参数对支撑裂缝导流能力影响程度由大到小依次为闭合压力、支撑剂段塞数、纤维浓度、纤维加入方式、支撑剂粒径。     

支撑裂缝导流能力的数值模拟

裂缝导流能力一般是利用室内实验进行评价,周期长、成本高且仅能测试较短时间的裂缝导流能力。笔者通过离散元颗粒流程序生成了真实尺寸的支撑剂颗粒,再现了微小支撑剂颗粒之间、支撑剂与裂缝面之间的高度非线性接触的物理本质。通过CFD,计算了支撑剂簇空隙流体与支撑剂的流固耦合作用,建立了支撑裂缝的裂缝导流能力的数值模拟模型,开展裂缝闭合应力、储层弹性模量、铺砂浓度和支撑剂组合形式等对裂缝导流能力的影响规律研究,揭示了支撑裂缝导流能力的变化机理。数值模拟结果显示,裂缝导流能力与铺砂浓度和支撑剂颗粒成正比,与闭合应力以及支撑剂嵌入深度成反比。     

致密碳酸盐岩储层水力加砂支撑裂缝导流能力实验研究

水力加砂压裂效果在一定程度上取决于裂缝的导流能力,对于致密碳酸盐岩储层,受地层岩性、支撑剂类型及闭合压力的影响,裂缝导流能力下降较快,影响采出程度,如何在高闭合压力下合理地选择压裂所用支撑剂,对致密碳酸盐岩储层水力加砂压裂设计非常重要。运用多功能裂缝导流能力测试分析系统,选用不同类型的支撑剂,进行致密碳酸盐岩水力加砂支撑裂缝导流能力评价实验。结果表明,对于中强、高强陶粒支撑剂,随着闭合压力的增大,大粒径(16/30目)中强陶粒支撑剂导流能力下降速度明显高于中等粒径(20/40目)中强陶粒支撑剂导流能力;当闭合压力超过69 MPa时,两者相差不大;而这2种粒径的高强陶粒支撑剂的导流能力则相差较大。组合粒径高强陶粒支撑剂的导流能力与16/30目单一粒径高强陶粒支撑剂的导流能力接近,但是单一粒径高强陶粒支撑剂的破碎率大,对地层的伤害也大;在高闭合压力下,对不同组合粒径高强陶粒支撑剂的导流能力进行了实验测定,优选出最佳的组合粒径高强陶粒支撑剂,其组成为16/30目(60%)+20/40目(20%)+30/50目(20%)。     

支撑剂长期导流能力实验研究

结合长庆油田低渗透油藏特征,通过支撑剂充填裂缝长期导流能力实验,研究了支撑剂类型、粒径和不同粒径的支撑剂组合对裂缝导流能力的影响。实验结果表明,每种类型的支撑剂和不同支撑剂组合的导流能力随时间都有明显的下降趋势,其中陶粒的导流能力明显高于石英砂和树脂砂;裂缝的导流能力随着支撑剂粒径的增加而降低;10/20目、20/40目和40/60目3种支撑剂组合时其比例为1:3:1时导流能力随时间变化的幅度较小,在实验结束时导流能力最大。     

复杂条件下支撑裂缝导流能力试验研究与分析

在压裂施工设计时,对支撑剂性能评价和优选所采用的方法通常是用API导流仪测得的短期导流能力数据乘以一个经验系数,这种方法很大程度上受人为因素影响,没有考虑储层实际情况,优选出来的支撑剂可能对于储层来说并不是最适合的.从试验角度研究分析了不同支撑剂粒径组合、支撑剂嵌入、时间和温度、地层微粒、压裂液残渣等对导流能力的影响,充分考虑实际储层特性,为正确评价和优选支撑剂提供更准确的参考依据.     

考虑支撑剂裂缝导流能力计算及缝内支撑剂运移模拟

裂缝导流能力是影响油气田产能的重要因素。根据支撑剂的最密排列以及Carman-Kozeny公式,结合弹性力学的相关知识,建立了考虑铺砂浓度、闭合压力、支撑剂粒径、支撑剂材料以及支撑剂嵌入的裂缝导流能力计算模型。结果表明:随着铺砂浓度的增加、支撑剂粒径的变大,裂缝的导流能力增大;低闭合压力的情况下支撑剂嵌入壁面对导流能力影响非常小,而在高压下支撑剂嵌入对导流能力影响稍大。该计算模型很好地结合了上述导流能力的影响因素,为油气田压裂生产提供了理论依据。     

短期气液测裂缝导流能力影响因素分析

为了分析短期气液测导流能力影响因素,考虑时间、实验流速、闭合压力及流体相态因素,利用支撑剂导流能力室内实验来对比分析短期气液测导流能力差异。实验结果表明:液测导流能力随时间呈递减趋势并且很难在短时间内达到稳定状态,而气测导流能力随时间变化不明显且短时间就可以达到稳定状态;实验流速对导流能力产生一定影响且随流速增加导流能力有较小幅度的增加;闭合压力对导流能力影响较大,随着闭合压力增加气液测导流能力明显下降且气测导流能力下降速度明显强于液测。流体相态对导流能力的影响同样显著,闭合压力为10 MPa和80 MPa下气液测导流能力分别达到最大和最小值,10 MPa下气测导流能力是液测的2.67倍,80 MPa下为3.10倍。     

Q241断块提高压裂裂缝导流能力技术研究与应用

提高压裂裂缝导流能力是改善压裂效果的重要方面。根据Q241断块储层高孔、中渗、中等偏强水敏、支撑剂嵌入较为严重及地层出砂等特点，指出了Q241断块压裂改造的重点应该是提高裂缝导流能力。从提高裂缝导流能力、降低导流能力的伤害及保持裂缝导流能力等方面入手。系统分析了目前国内外实现高导流能力的一些典型压裂技术措施，确定了适合Q241断块的压裂技术。现场实施3口井，取得了明显的增产效果。     

一种考虑长期导流的人工裂缝参数优化方法

无因次支撑指数法在人工裂缝参数优化时未考虑裂缝导流能力随时间变化对压裂井产能的影响,因此优化结果在实际生产时并非最优。结合支撑剂的长期导流实验结果,将无因次支撑指数法中的裂缝宽度和渗透率转换为时间变量的函数,并对无因次支撑指数法进行时间积分,求取最大的无因次累计生产指数,作为最优的裂缝参数优化结果。由于该方法引入了时间变量,考虑了支撑剂导流能力随时间的变化,因此较无因次支撑指数法更符合实际。研究结果表明,针对低渗、特低渗储层,在考虑长期导流能力的情况下,优化结果所需缝宽更大,支撑剂铺置浓度更高,改变了以往低渗、特低渗储层对人工裂缝导流能力要求不高、尽量造长缝的观点,对提高单井压后增产有效期和压后效果有重要意义。建议对特定区块开展有针对性的铺置浓度对支撑剂长期导流能力的影响规律研究,为无因次累计生产指数法的应用提供可靠的基础数据。     

多相非达西流对裂缝导流能力伤害研究

对影响支撑裂缝导流能力的两个重要因素非达西流效应、多相流效应进行了系统实验研究,考虑了不同粒径、不同闭合应力、不同支撑剂类型以及不同含水饱和度对多相、非达西流效应的影响。研究表明:非达西流效应与充填层孔隙度、渗透率、支撑剂圆球度、分选度以及表面光滑度有关;多相流主要与含水饱和度以及渗透率有关。非达西流效应使充填层渗透率降低近1倍,多相流效应使充填层渗透率降低了6倍,两种效应同时存在使渗透率下降了近一个数量级。所以,压裂设计前必须对充填层实际导流能力有清醒的认识,才能取得更好的压裂效果。     

裂缝导流能力优化研究

利用压裂油井产能预测模型 ,研究了无因次裂缝导流能力对缝内流量分布规律及地层流体流入井底流动模式的影响。裂缝参数分析结果表明 ,对于渗透率大于 1× 10 -3 μm2 的地层 ,常规压裂所获得的无因次裂缝导流能力普遍偏小 ,没有发挥裂缝应有的导流作用 ,影响了压裂效果。在技术条件允许的情况下 ,对低渗透地层实施脱砂压裂 ,能限制缝长 ,提高裂缝的导流能力     

镇泾油田长8油层纤维网络加砂压裂试验研究

镇泾油田长8油层是典型的超低渗透致密砂岩储层,压裂改造后出现支撑剂回流现象,导致近井地带地层出砂严重,造成裂缝部分或完全闭合,严重影响了油井的长期稳产。阐述了镇泾油田长8油层地质特征及压裂改造难点,从预防支撑剂回流、防止支撑剂沉降的角度考虑,对纤维材料性能进行了试验研究和评价,优选出了适合镇泾油田长8储层的纤维网络加砂压裂工艺。目前已经应用该工艺在现场试验了6井次,对于射孔井段位于砂体上部、中上部的储层其改造效果较好,平均日产量12．19m^3,平均日产油量5．03t。该工艺与常规加砂压裂工艺相比,不仅实现了油井的增产,而且延长了油井的生产周期,适合在镇泾油田长8油层推广应用。