非常规油气藏体积压裂数值模拟新进展

页岩气藏的高效开发与体积压裂的合理设计密切相关,在调研大量相关文献的基础上,综述了近年来国外非常规油气藏水平井体积压裂数值模拟技术。从天然裂缝与人工缝的相互作用、应力影以及支撑剂模拟等方面叙述了压裂力学模型的发展历程,介绍了非常规压裂模型的原理,为该技术的深入研究提供参考;阐述了连续介质模型和离散裂缝模型在非常规油气藏体积压裂数值模拟中的应用,分析了其原理、数模思路以及适用性;总结了国外研究的主要方向,提出了针对长庆油田致密储层体积压裂数值模拟的发展方向。     

非常规储层体积压裂技术在致密砂岩储层改造中的应用

非常规储层水平井体积压裂技术在国内属于探索阶段,通过论述体积压裂技术的概念、适合的地质条件和实现的工艺技术,并通过巴90井的现场实例,论证了非常规储层体积压裂技术在致密砂岩储层改造中应用的可行性。     

非常规油气藏新一代体积压裂技术的几个关键问题探讨

体积压裂技术是实现非常规油气藏高效开发的关键,围绕有效改造体积及单井控制EUR最大化的目标,密切割程度、加砂强度、暂堵级数及工艺参数不断强化,导致压裂作业综合成本越来越高。为此,开展了新一代体积压裂技术（立体缝网压裂技术）的研究与试验,压裂工艺逐渐发展到“适度密切割、多尺度裂缝强加砂、多级双暂堵和全程穿层”模式。为促进立体缝网压裂技术的发展与推广应用,对立体缝网的表征、压裂模式及参数界限的确定、“压裂–渗吸–增能–驱油”协同提高采收率的机制、一体化变黏度多功能压裂液的研制、石英砂替代陶粒的经济性分析及“设计–实施–后评估”循环迭代升级的闭环体系构建等关键问题进行了探讨,厘清了立体缝网压裂技术的概念、关键技术及提高采收率机理,对于非常规油气藏新一代压裂技术的快速发展、更好地满足非常规油气藏高效勘探开发需求,具有重要的借鉴和指导意义。     

非常规油气藏储层体积改造模拟技术研究进展

目前非常规油气藏的开发已成为国内外能源开发的热点,如致密气、致密油、页岩气和页岩油的开发,此类油气藏的典型特征就是储层渗透率极低,需要采取一定的改造措施才能投产,储层体积改造技术是有效开发非常规油气藏的重要技术之一。通过调研和分析国内外非常规油气藏储层体积改造模拟技术,详细地介绍了储层体积改造的广义和狭义概念,以及直井和水平井储层体积改造措施方法;系统总结了储层体积改造压裂裂缝描述及模拟方法,主要有基于单孔介质模型的模拟方法,基于双孔介质模型的模拟方法以及基于离散裂缝模型的模拟方法;同时分析了储层体积改造后的渗流规律、井模型及产能特征。该研究可以为今后中国非常规油气藏的开发提供相应的理论参考和技术支持。     

微地震监测技术在非常规油气藏压裂效果综合评估中的应用

随着非常规油气藏的规模开发,微地震监测作为该类型油气藏水力压裂体积改造设计、实施及评估的关键技术得到了迅速发展。东营凹陷盐227井区作为低孔特低渗透油藏,在进行整体压裂开发的过程中对微地震监测数据进行了采集与处理。通过微地震事件点俯视投影、沿井轨迹侧视投影、压裂改造体积及压裂波及前缘面积计算等方法,分析了人工裂缝带的长度、宽度、高度和方位等空间发育特征及其影响范围,综合利用钻录井、测井和三维地震等资料,分析了研究区天然裂缝分布特征、各压裂段岩性组合或沉积相带特征及其对人工裂缝空间分布的影响,综合评估了盐227井区非常规油气藏压裂改造效果,明确了砂砾岩扇体中扇中可压性好于扇根;相对厚层的含砾砂岩比厚度较薄、泥岩夹层多的含砾砂岩的压裂效果更好。     

非常规储层压裂支撑剂输送实验及数值模拟研究进展

非常规油气已经成为保障能源安全的重要支柱,而大规模水平井体积压裂技术是非常规油气经济开发的关键手段。由于压裂液、支撑剂、泵注排量等施工参数与常规压裂之间存在差异,大规模体积压裂过程中支撑剂输送铺置规律呈现完全不同的特征。文章从寻求非常规储层压裂支撑剂输送过程的典型特征出发,梳理了近年来国内外支撑剂输送实验和数值模拟的理论研究成果,阐述了单缝和复杂缝网中支撑剂输送、铺置、分流等规律,评价了基于计算流体力学的支撑剂输送数值模拟方法的适应性与局限性。以此为基础,对非常规储层压裂支撑剂输送模拟研究进行了展望,指出粗糙裂缝模拟实验装置、压裂液—支撑剂速度表征测试方法、裂缝-压裂液—支撑剂流固耦合条件下数值模拟方法等方向将是下一步研究重点,从而为非常规油气高效改造提供理论指导。     

页岩气储层压裂改造技术

通过资料调研,分析了页岩气的储层特征:页岩气藏储层中的页岩既是烃源岩也是储层,普遍富含有机质;页岩气藏储气类型以自由气和吸附气为主,吸附气以吸附状态赋存在于酪根和粘土颗粒的表面;页岩矿物组分复杂,渗透率极低,天然裂缝较发育.介绍了国外不同页岩气藏储层压裂改造工艺及相关配套技术;北美页岩气藏开发形成了以水平井完井和分段压裂为主的主体技术,以滑溜水和复合压裂液为主的压裂液体系,以分段多簇射孔、快速可钻式桥塞封隔、微地震裂缝监测和大规模连续混配的配套技术.中国页岩气资源量达20×10(12)-30×10(12)m3,开发潜力巨大,通过了解和学习国外页岩气开发现状和技术,从而加快中国在页岩气成藏理论、构造背景、地质成因、生储盖理论、开发方式、压裂改造技术及相关配套工具等方面的研究步伐,尽快实现中国页岩气的商业化开发.     

非常规油气层压裂微地震监测技术及应用

介绍了微地震监测技术的原理和处理流程,分析了微地震监测技术在非常规油气储层压裂改造过程中的具体作用,实例应用表明,微地震监测技术在大型水平井多级压裂过程中发挥了非常重要的指导作用。     

浅析非常规储层压裂改造技术进展及应用

本文主要讲述非常规储层压裂改造技术的近况、应用及未来发展,为我国油气资源的开发提供可参考依据。     

非常规油气藏体积改造技术核心理论与优化设计关键

北美页岩气藏在储层渗透率低至纳达西的情况下仍能实现有效开发,其核心是增大储层改造体积,用技术体系来表征即为“体积改造技术”。“体积改造技术”强调“打碎”储层,使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大,在三维方向实现对储层的“立体”改造。针对页岩和致密油气储层的不同特点,界定了“狭义”和“广义”体积改造技术的异同：“狭义”体积改造技术源于对象、技术和验证3个要素（页岩、“水平井钻井+水平井分段压裂”、微地震裂缝诊断）;“广义”体积改造技术是针对致密油气储层提出的水平井多段和直井多层压裂技术方法。两种技术针对的储层对象有所不同,但最终目标是一致的。体积改造技术的核心理论为：1“打碎”储层,形成复杂缝网,“人造”渗透率;2基质中的流体沿裂缝“最短距离”渗流;3大幅度降低基质中油气流动所需驱动压差。进一步提出了满足体积改造技术理论的核心条件为：储层具有明显脆性,天然裂缝与层理发育,最大最小应力差较小。其中脆性指数是岩石发生破裂前的瞬态变化快慢（难易）程度的表征,而体积改造技术优化设计的关键是“逆向设计”方法,以及分簇射孔模式、最优孔数及裂缝间距优化。现场实际研究表明：分簇射孔确保各簇有效开启的最优孔数为40~50个,并可获得最优孔数与排量的关系,以及最优缝间距越小越易实现裂缝转向;同时还给出了孔眼优化、实现应力干扰的最佳裂缝间距、细分切割基质的理论模型与计算结果。体积改造技术对提高非常规油气藏的改造效果有着重要的指导作用。     

鄂尔多斯盆地页岩油体积压裂技术实践与发展建议

体积压裂技术可提高鄂尔多斯盆地页岩油单井产量,但低油价条件下仍可能无法实现经济有效开发,原因是体积压裂技术思路、压裂技术模式、压裂参数体系等不够合理.为此,长庆油田根据该盆地延长组长7段页岩油体积压裂矿场实践和室内模拟研究结果,转变了体积压裂技术思路,研究形成了"大井丛、长水平井、细分切割、分簇射孔、可溶球座、变黏滑溜...     

杭锦旗区块致密气藏混合水体积压裂技术

鄂尔多斯盆地杭锦旗区块存在致密气藏储层物性较差、单一裂缝无法有效扩大储层改造体积和压裂后初期产量低等问题,为解决这些问题,结合杭锦旗区块下石盒子组储层地质特征,按照“体积压裂”理念,分析了影响混合水体积压裂工艺效果的关键因素,优选了压裂液体系,并进行了施工排量及施工规模优化,形成了适用于杭锦旗区块致密气藏的混合水体积压裂技术。该技术采用滑溜水、线性胶和交联液等不同类型的液体进行交替压裂施工,在开启储层天然裂缝的同时形成了高导流主缝及复杂支缝,实现对储层的立体改造。该技术在杭锦旗区块现场应用了5口井,压裂后平均无阻流量为13.2×104 m3/d,增产效果明显。研究结果表明,致密气藏混合水体积压裂技术解决了杭锦旗区块单一裂缝无法扩大储层改造体积和压裂后产量低的问题,具有较好的推广应用价值。      

大规模多级水力压裂技术在页岩油气藏开发中的应用

北美地区页岩气开发已经商业化,开发技术也逐步趋于成熟,而中国虽然有丰富的页岩气资源,但由于起步较晚,目前还处于探索阶段。有效开采页岩气通常需要在水平井中实施大规模的多级水力压裂,提出了低渗油气藏大规模水力压裂的关键岩石力学原则,介绍了微地震技术在水力压裂监测中的应用,并用离散单元法建立的数学模型对水力压裂的效果进行了评价,分析了中国页岩油气藏水力压裂方案优化的地质因素,并对大规模水力压裂的可持续性发展提出了一些建议。      

非常规储层压裂暂堵剂应用进展

非常规储层渗透率极低,采用常规压裂工艺仅能形成单一的对称裂缝,难以实现非常规油气资源的经济高效开发,必须强制扩大压裂改造体积,提高裂缝的发育程度,提高单井产量。暂堵是提高裂缝复杂程度的有效方法,为此,总结了国内外页岩等非常规储层压裂改造过程中暂堵球、常规类暂堵剂、纤维类暂堵剂以及其他新型合成暂堵剂的研究现状及应用效果,阐述了各类型暂堵剂的适用条件、优缺点等,指出了暂堵剂的发展方向。研究成果对未来非常规储层压裂改造暂堵剂的相关研究具有重要参考价值和指导意义。     

非常规油气藏在未来油气行业中日益增强的作用

本文依据资源三角理论 ,论述了常规油气藏与非常规油气藏的关系 ,以及今后一、二十年或更长时间内 ,随着常规油气资源生产高峰的到来 ,天然气、重油等非常规油气资源将在世界经济中发挥越来越重要的作用。文章还指出 ,为了能够大规模经济有效地开发这些非常规油气藏 ,我们必须做好技术、设备和人员准备。     

用返排液作基液的压裂液配方研究

为解决压裂返排处理水重复利用的问题,探讨了压裂返排处理水对胍胶压裂液的影响。针对胍胶压裂液在高矿化度水中溶胀和交联效果差的难题,通过优选耐盐胍胶PA-G、研制螯合调节剂PA-CR以及合成有机硼交联剂PA-CL,优化出一套适应于压裂返排处理水重复配制压裂液的配方。实验表明该配方可满足90 ℃耐温耐剪切要求,具有以下功能:①优选的耐盐胍胶PA-G溶胀速度快,黏度高,0.3%含量下5 min即可达到30 mPa·s;②研制的高效螯合调节剂,由有机碱、EDTA、有机膦酸盐和聚合物组成,可有效螯合钙、镁离子,可将含1500 mg/L钙镁离子高矿化度水的pH值调节至10以上时不发生沉淀;③研制的有机硼交联剂具有延迟交联功能。      

Policies for Unconventional Oil and Gas Resources in China

Regarding the abundant reserves in China, unconventional oil and gas resources has great potential in exploration and development, and may be the significant complement to conventional oil and gas resources. Based on the summary of the reservoir potential and current situation of exploration and development of unconventional oil and gas resources, such as coalbed methane(CBM), shale gas and oil shale, we analyzed the incentive policies proposed to promote the development of unconventional oil and gas industry, including industrial planning, resource management and related tax policy. These policies played an important role in promoting the exploration, development and utilization of unconventional oil and gas resources.     

优化施工保护储层

从正向挤注和反向喷垮两个角度，探讨了在油气钻采过程中保护油气储层的有关技术问题。结合４０余年油气勘查钻井实践，强调“平衡压力作业是保护油气储层的灵魂”的观点，提出了从施工与设计两方面防止或减少地层损害的对策建议，其中许多做法已在现场施工作业中得到验证。     

松辽盆地北部深层火山岩气藏压裂配套工艺技术

针对松辽盆地北部火山岩地质特征,采用火山岩储层压裂风险预测技术、测试压裂现场快速解释技术、火山岩储层水力压裂裂缝延伸控制技术的火山岩储层压裂优化设计方法,以及火山岩压裂施工工况分析、判断和现场实时控制方法,同时针对火山岩储层温度高、施工时间长、施工压力高的特点,通过研制耐高温、耐剪切压裂液体系、井下工具压裂管柱以及地面排液和效果评价系统等,进行了技术配套,初步形成了松辽盆地北部深层火山岩气藏的压裂增产改造技术。     

压降曲线在定容气藏上的应用

根据压力动态,压降曲线可以划分为非稳态、过渡和拟稳态三个阶段。对于定容封闭的气藏,使用压降曲线非稳态与拟稳态方程的联解,提出了确定气藏原始地质储量、含气面积、边界形状、井处位置和垂直裂缝长度的方法。方法的有效性被实例的应用所证明。