路44区块二次加砂压裂工艺的分析及应用

对于低渗透薄差层的改造,控制缝高是影响改造效果的关键因素。华北油田路44区块薄差层砂泥互层严重,上下隔层应力较弱,常规的加砂压裂工艺适应性较差,因此决定采用二次加砂压裂工艺。通过建立裂缝沿缝高扩展模型,论述了二次加砂压裂具有控制缝高的作用。并根据路44区块油井的地质参数和施工参数,利用FracproPT软件进行二次加砂压裂施工模拟,将其与常规加砂压裂对比,结果表明在加砂量相同的情况下,油井在二次加砂压裂后裂缝高度较小。最后结合数值模拟结果对加砂量、第二次注入前置液的比例、停泵时间和排量4个施工参数进行分析,确定出最佳的施工参数范围。研究对于油田现场二次加砂压裂的施工具有一定的指导意义,将研究结果应用于现场其他井中,增产效果较好。     

页岩气支撑剂缝內铺砂形态分析

支撑剂在页岩裂缝中的铺砂形态对裂缝的导流能力和增产效果具有重大影响,裂缝的导流能力越大,水力压裂的效果越好,有效期越长,压裂获得的收益就越大.通过对支撑剂在裂缝内运移沉降进行数值模拟,对影响支撑剂运移沉降的因素进行分析,形象模拟在页岩储层中不同加砂模式下缝内铺砂形态,对后期在页岩气储层中加砂提供技术支撑.     

利用支持向量机优化压裂加砂规模研究

压裂效果受多种因素的影响,与工艺参数、储层条件等影响因素之间是一种非线性映射关系.针对压裂设计过程中确定加砂规模难的问题,利用前期压裂井数据作为样本,考虑储集层有效厚度、含油饱和度、孔隙度、渗透率、加砂规模、砂比对压后效果的影响,通过支持向量机的学习训练,建立影响因素与压裂效果之间的预测模型,预测不同加砂规模下的压后效果,从而优选出最佳的压裂加砂规模.对压裂井进行实例计算并通过现场实施,表明该方法能有效克服小样本难题并且收敛速度快,优化结果与实际压裂效果吻合度高,对压裂加砂规模设计具有指导意义.     

体积压裂页岩油储层渗流规律及产能模型

利用岩心实验,研究页岩油储层纳微米孔喉渗流规律.基于分形理论,采用双重分维(缝宽分维和迂曲分维),对体积压裂裂缝面密度、等效渗透率等参数进行表征.页岩油储层体积压裂开发过程中,流体的流动分为椭圆缝网内渗流区和主干缝内线性渗流区2个区域,建立二区耦合稳态渗流数学模型,推导页岩油体积压裂改造储层直井产能方程,模拟计算压裂井产能及分析压裂裂缝参数对产能的影响.结果表明:缝宽分形维数越大,裂缝面密度越大,基质—裂缝等效渗透率越大;当裂缝面密度较大时,增加储层改造宽度对产能提升有较大影响;次生缝导流能力越高,提高主干缝导流能力对产能影响越大,次生缝导流能力越小,影响越小.     

变黏滑溜水裂缝内携砂运移特征研究

滑溜水在裂缝中的携砂运移规律,对指导滑溜水压裂实践有重要意义。采用可视化平行板裂缝模拟装置,测试了不同注入参数组合的输砂剖面。结果表明,造缝滑溜水+70~140目支撑剂+8%砂比时,滑溜水携砂能力好,裂缝入口端未出现砂堤,支撑剂对裂缝的充填不充分;在低黏滑溜水+40~70目支撑剂+15%砂比和高黏滑溜水+20~40目支撑剂+20%砂比条件下,裂缝填砂量较大,深部裂缝砂堤较高,但裂缝入口处充填差;随着施工排量的增加,几种组合模式均表现出砂堤前缘距入口距离增大,前缘高度减小,平衡高度变化不大的情况。注入组合是影响砂堤形态的重要因素,不同注入参数组合模式对应的砂堤形态和表征参数相差较大,现场需对组合模式进行优化,提高入口处裂缝的导流能力。     

纤维在低渗透油藏压裂控砂中的应用试验

为了有效克服江汉油区低渗透、超低渗透致密砂岩油藏压裂返排出砂现象,开展纤维控砂压裂技术研究。该研究通过在加砂后期阶段将纤维与支撑剂混合注入地层的纤维控砂技术先导试验,获得了使支撑剂固定在油藏原来位置而流体则能畅通地流动,有效防止支撑剂在排液过程中、采油初期阶段随流体返出的良好工程效果,并获得压后油井增产稳产的地质效果。基于支撑剂导流影响验证试验成果,推定该技术可应用于页岩气井压裂,助力页岩气绿色生产。     

水压裂缝缝内流场的理论研究

水力压裂过程就是地层在受到压裂液作用后裂缝向前延伸扩展的过程。水力压裂过程中，缝内流体的流动特征对裂缝的延伸和形态具有很大的影响。要确定水力压裂过程中的缝宽变化，首先应根据流体力学理论，找出缝内流体压力的分布规律，得出它与裂缝宽度的关系，再根据岩石力学和断裂力学理论，寻求二在裂缝宽度或压力方向的流固耦合，从而科确定出裂缝的几何形态。通过缝内流场的理论研究，推导出了一个新的描述缝内流场的理论模型，为求解全三维裂缝几何形态打下了理论基础。     

寺河矿区压裂煤储层中裂缝与流动通道模型

为阐明流体在压裂煤储层中的流动路径,确立流体的流动通道几何模型,对寺河矿区多口压裂煤层气井进行了跟踪开挖解剖研究,认为压裂煤储层中不同成因裂隙因各自空间尺度、密度、分布特征以及与煤基质的接触面积差异,对流体流动的影响各不相同,裂隙的组合方式控制了压降的传递.研究结果表明:在绝大多数水平铺砂压裂裂缝的最前端,存在一段压开未铺砂的压裂裂缝;在单一煤岩分层中,发育线密度8～11条/5cm的内生裂隙局部密集发育带,线密度3～5条/5cm的气胀节理局部密集发育带,不同煤岩分层内的内生裂隙常被外生裂隙或者气胀节理串联;与压裂裂缝连接的天然裂隙存在明显的压裂液挤压、扩张痕迹.根据裂缝空间分布与组合关系,发现存在由内生裂隙、气胀节理、外生裂隙、压裂裂缝组成的2种基本通道类型.煤基质块中的流体通过内生裂隙密集发育带进入流动通道,气胀节理密集发育带和外生裂隙以及压裂裂缝是流体流动的通道;煤基质块对通道的流体补给速率与通道自身的导流能力,决定了通道内的压降传递效率.     

不稳定注入水力压裂波动压力的产生与传播特性研究

区别于常规稳定注液方式,不稳定注入水力压裂在施工过程中通过改变注入流量、利用流量变化产生的动态效应来提高压裂改造效果.其中压裂液沿管柱的流动规律对于压裂施工过程至关重要.本文建立了管柱内流体瞬态流动的动力学模型,该模型考虑了储层渗流与非恒定摩阻的影响.分别采用特征线法与有限差分法对上述模型进行求解.进一步分析了地质参数...     

页岩气支撑剂缝内铺砂形态分析

支撑剂在页岩裂缝中的铺砂形态对裂缝的导流能力和增产效果具有重大影响,裂缝的导流能力越大,水力压裂的效果越好,有效期越长,压裂获得的收益就越大。通过对支撑剂在裂缝内运移沉降进行数值模拟,对影响支撑剂运移沉降的因素进行分析,形象模拟在页岩储层中不同加砂模式下缝内铺砂形态,对后期在页岩气储层中加砂提供技术支撑。     

裂缝三维非对称延伸模型的建立及加砂程序的确定

油气层水力压裂时，所产生的裂缝将在长、宽、高三方向同时延伸。为了提高压裂设计的准确性和施工的成功率，本文建立了水力压裂裂缝三维非对称延伸的数学模型。该模型考虑了注液过程中的井筒温度变化和裂缝中的热交换对裂缝几何形态的影响。在此基础上，根据各段裂缝所需的导流能力，确定了各段裂缝填砂所应具有的面积浓度，以及相应的地面各注入段的砂比。     

用全波列测井资料预测地层破裂压力的应用研究

预测地层的破裂压力在钻井施工、钻井液的选取及水力压裂等方面有着重要的意义。本文系统介绍了利用声波全波资料和岩石力学理论预测地层的破裂压力和压裂裂缝高度的方法．用该方法对吉林某区块一口井的破裂压力和压裂裂缝高度进行了预测，并通过现场资料进行了验证，结果表明破裂压力预测的精度是比较高的，误差控制在4％以内，从而提供了比较合理的钻井液密度参考值和人工压裂时的压力参考值。由此可见，该方法对合理选取钻井液密度和压裂施工具有重要的指导意义。也说明了在破裂压力预测模型中，引入了广义构造应力系数的合理性。     

New P3D Hydraulic Fracturing Model Based on the Radial Flow

Pseudo three-dimension (P3D) hydraulic fracturing models often overpredict the fracture height for a poorly contained fracture. To solve this problem, a new method is presented in shaping the P3D fracture geometry on the basis of the fundamental theory and the original 1D fluid flow is replaced with a more representatively radial flow. The distribution of the fluid in the modified fluid field is analyzed and a sound explanation to the problem is given. Due to the consideration of the fluid flow in the vertical direction, the modified model can predict the fracture height much better. To validate the rationality of the radial fluid flow assumption, the distribution of the fluid in the modified fluid field is simulated with the plane potential flow by using finite element method. And the results agree effectively with those from the assumption. Through comparing with the full 3D model, the results show that this new P3D model can be used to aid the fracturing design and predict the fracture height under poorly contained situation.     

水力压裂井井温资料在河南油田的应用

井温测试作为诊断水力压裂缝高最有效的一种手段,在全世界得到广泛应用,由于各地储层特征千差万别所以解释方法和应用范围也各不相同。本文根据河南油田压后井温曲线特征结合储层压力和测温时间,总结了判断裂缝高度的四种方法;用停泵后不同时间录取的温度,统计出停泵时目的层温度,为压裂液的优选提供了可靠的依据;用砂层厚度与隔层厚度交会的方法统计出了安棚油田能够有效阻挡人工裂缝延伸的最小纯泥岩隔层厚度,为压裂选层、压裂施工设计、压后效果分析提供了可靠的第一手资料。     

三维压裂压力递减分析方法

在前人提出的拟三维压力递减分析模型基础上,建立了解释压裂后压力递减的三维模型,模型考虑了压裂液的续流影响.利用所建模型分析的压裂停泵后的压力递减数据,可计算裂缝几何参数(裂缝宽度、高度、长度)、压裂液滤失系数、地层应力强度因子、压裂液效率和裂缝延伸时间等,为调整大型压裂设计方案和新区整体压裂优化设计提供可靠的参数.研制了一套windows环境下的解释软件,运用该软件可获得有关评价参数.用计算实例说明了三维压裂压力递减分析方法的适用性和可靠性.     

体积压裂裂缝网络对导流能力的影响

体积压裂产生的裂缝网络不同程度地影响裂缝的导流能力,从而影响油气井的产能。把体积压裂产生的裂缝看做是一个矩形凹槽,利用带有不同连接方式凹槽的模板来模拟经过体积压裂产生的裂缝网络,其凹槽的截面形状、大小相同,连接方式不同。把储层经过体积压裂产生的裂缝网络看做有若干个凹槽相互并连或串连而成。用实验方法测量每个模板凹槽的总长度以及通过凹槽的流体流量和模板两端流体的压力差。结果表明,通过不同连接方式凹槽的流体流量相同时,模板两端的压力梯度不同;说明体积压裂产生的裂缝网络不同程度的影响到流体的导流能力。建立了在达西渗流条件下的裂缝网络导流能力计算模型,并用实验方法回归出不同连接方式裂缝的导流能力经验公式,从而得出体积压裂产生的裂缝网络的导流能力的计算公式,为油气井的产能预测提供理论基础。     

压后综合评估的模糊方法研究

针对各种技术评估结果的不一致性、模糊性以及技术本身的不成熟性,研究压裂综合评估问题。通过引入模糊数学理论,提出了综合评估有关压裂参数(如裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝闭合压力等)的模糊线性回归模型及其求解方法,综合各种确定性、不确定性、模糊性、灰性的信息,获得客观科学的综合评估结果。通过实例分析和应用,说明了模型和方法的有效性和实用性。     

考虑地层污染预测增产倍比的方法

本文根据压裂酸化施工后地层流体作非径向流动的特点,建立了以无因次压力表示的稳定流动数学模型,提出了有限差分求取增产倍比的数值计算方法。该方法全面考虑了钻井完井造成的井底污染、压裂酸化带来的裂缝壁面污染、有限裂缝导流能力等因素的影响,能准确预测压裂酸化井的增产倍比。     

八面河油田低渗透疏松砂岩地层水平井压裂技术研究

分析研究了八面河油田低渗疏松砂岩油藏面14区沙四段主力含油层4,5,6砂组层间应力差,通过优化压裂规模和控制缝高沟通主力含油小层,提高水平井压后产能。针对面14区沙四段低渗疏松砂岩油藏特点,采用低交联度低温破胶压裂液体系,实现端部脱砂压裂,适当增加支撑剂用量减少因支撑剂嵌入对疏松砂岩人工裂缝导流能力的影响。现场应用产液量和产油量显著增加,水平井压后产能是同区块定向井压后产能的3倍。