高能气体压裂弹燃气组分安全性试验评价研究

首次采用室内模拟试验对高能气体压裂弹燃气组分的安全性进行评价研究,利用密闭爆发器测试技术模拟了7种高能气体压裂弹的爆燃过程,并使用红外光谱分析技术对燃气成分中毒性气体进行了检测。研究表明,不同压裂弹爆燃产生的毒性气体的量和种类都有所不同,复合推进剂较双基推进剂产生的毒性气体少,氧系数较小且含碳、氮量较大的压裂弹易产生大量毒性气体,其燃气组分较危险,并给出了毒性气体产生机理和压裂弹燃气组分安全性试验评价方法。此项研究从燃气组分安全性方面为压裂弹优选提供理论依据,对低渗透油藏高能气体压裂的安全生产具有重要指导意义。     

带电缆防烧装置高能气体压裂串

高能气体压裂普遍存在着严重烧蚀电缆的问题;电缆上窜会造成电缆打结、掉弹、卡弹等事故的发生。介绍的带电缆防烧装置的高能气体压裂串由电缆接头、防烧装置、点火结构、夹层结构和压裂弹构成。压裂串采用防烧杆组件,很好地解决了压裂弹燃烧时产生的高温、高压气体对电缆的严重烧蚀问题;电雷管或者电点火头的导线采用圆形芯棒的端面与弹簧压紧连接,保证了连接的安全可靠;在夹层段采用芯管传火结构,克服了多层多次下井压裂的缺点;避免井下落物发生,减少输送电缆损耗;压裂弹利用点燃主装药的高温燃气通过联通结构,维持峰值压力的持续时间,实现了二次增效。点火结构可靠、安全,点火成功率可达100%。带电缆防烧装置高能气体压裂串先后在呼和诺仁油田、苏德尔特油田、贝16断块等3个区块油田完成了共计12口井45井次的现场试验,取得了良好的效果。     

高能气体压裂瞬态压力耦合分析

高能气体压裂的瞬态压力分析是压裂设计、优化和控制的基础.本文提出了一个高能气体压裂瞬态压力分析模型,包括火药燃烧、压井液体运动、井筒流体通过射孔孔眼的泄流和裂缝中流体流动等分析内容.由于高能气体压裂工作介质的气——液混合流体的可压缩性,以上各项分析严重耦合.采用合适的数值计算模式,可以计算出瞬态压力的每一过程.计算实例结果表明.与实测结果吻合较好.根据这个压力分析模型,综合考虑装药参数、射孔参数、地层参数、压井参数等对施工结果的影响,能预测高能气体压裂的压力变化过程和裂缝范围,实现对高能气体压裂的优化和控制.     

大港油田高能气体压裂技术的研究和应用

论述了高能气体压裂技术的增产增注机理，介绍了点火器及无壳弹、井筒内燃烧液体火药和层内燃烧液体火药室内研究概况以及选井选层的原则和现场施工工艺。对大港油田高能气体压裂的生产井１１井次、注水井１３井次、探井１３井次共３７井次的效果进行了对比和分析。     

液体药高能气体压裂及其发展方向

文内简述了液体药理论配方优选和液体药点火、燃烧实验研究。通过讨论分析隔离液的不同配方及其实验研究结果，得出了一种易配制、低粘度、稳定性好、对地层无污染的隔离液配方。提出了液体药高能气体压裂选井、选层的条件。解决了液体药现场施工过程中的几个关键问题，并给出了现场试验效果。最后就液体药高能气体压裂的发展方向提出了几点看法。     

无壳体高能气体压裂弹工艺介绍

无壳体高能气体压裂弹采用多级连接装配 ,通过电缆直接作用于目的层 ,既可在地面组装 ,也可在井口连接。其燃烧产生的高能气体 ,可使油气层形成多条裂缝 ,解除了油气层的污染 ,同时这些裂缝又与天然裂缝连通 ,对地层压裂和解堵效果明显     

高能气体压裂增产措施中一氧化碳气体生成机制

对低渗透油藏高能气体压裂增产措施过程中一氧化碳气体生成机制进行的综合研究表明,高能气体压裂配方及高能气体压裂中产生的高温气体与伴生气或原油发生二次化学反应是产生一氧化碳及其他有毒有害气体的主要因素。在此基础上,建立了一氧化碳井筒流动及井口扩散模型,给出了中毒防治措施。此项研究为低渗透油藏增产措施中一氧化碳气体的生成机理及采取有效的防治措施提供了理论依据,对同类油藏高能气体压裂增产安全措施具有重要的指导意义。     

ГOC高能气体压裂技术在油田开发中的应用

ГOC高能气体压裂是用火箭推进剂作燃烧剂,与其它高能气体压裂相比,其突出特点是燃烧速度可得到有效控制,升压时间增长,产生的裂缝长而宽.简要介绍了高能气体压裂的基本原理和裂缝计算公式.现场试验表明,ГOC高能气体压裂方法具有适用范围广泛,施工成本低,增产效果显著等特点.     

ГОС高能气体压裂技术在油田开发中的应用

ГОС高能气体压裂是用火箭推进剂作燃烧剂，与其它高能气体压裂相比，其突出特点是燃烧速度可得到有效控制，升压时间增长，产生的裂缝长而宽。简要介绍了高能气体压裂的基本原理和裂缝计算公式。现场试验表明，ГОС高能气体压裂方法具有适用范围广泛，施工成本低，增产效果显著等特点。     

高能气体压裂技术及其应用

高能气体压裂是利用火药或火箭推进剂的有规律燃烧来对近井地带产生液力，热物理和热化学作用，从而改善渗流条件，提高油井产量或注入效果的技术。工艺实施的配套设备包括电缆车，仪器车,p-t测试仪，压裂弹，测压器，电缆止动器，旋流冲击洗井器等主要设备和辅助工具。32口井的施工效果表明，工艺成功率100％，有效率81％。高能气体压裂与水力压裂相结合，增油效果比单独水力压裂提高20％，具有广阔的应用前景。     

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液体药火药高能气体压裂是利用以氧化剂、燃烧剂、溶剂，添加适量的燃烧敏化剂为主要组分，配制成液体状的高能材料，进行油气井增产、增注作业的一种高能气体压裂技术。文章就液体药氧化剂、燃烧剂的选择、液体药的配方，经优化设计计算，找出了适合现场应用的液体药组成；文中还对液体发射药点火和燃烧性能进行了论述，研究了现场井下液体药点火工艺和点火药量。由于液体发射药燃速慢，最高压力仅50～60 MPa，井下装填药可达500～1200 kg，压力持续时间40 s左右。由于其压力持续时间长，因此可以造成宽长裂缝，缝长可达25~50 m，与水力压裂缝长相近。增产比为2.5~5，有效期达6个月以上，特别适用于低渗油气藏致密油层的压裂。文中介绍了液体药现场试验的结果及其取得的地质与经济效益。     

鄂尔多斯塔巴庙地区上古生界天然气成藏机理分析

以鄂尔多斯塔巴庙地区上古生界气藏的天然气组分特征、气藏产层现今压力特征和区域性裂缝特征研究为基础,对气藏的成藏过程进行了分析。据二次运移特征把成藏分为两个阶段:一是天然气首先主要富集于盒1段及其以下层段中,形成高温高压的太原组、山西组和盒1段等早期气藏;二是区域抬升剥蚀后,下伏天然气沿后期产生的大量高角度裂缝再运移进入浅部的盒2~3段中形成压力系数高和轻烃含量高的晚期气藏。具有物性封闭和超压封闭双重作用的上石盒子组泥质岩区域盖层和天然气运聚动平衡,使大量天然气得以保存至今。     

Study on the change of gas generation law caused by fracture of propellant charge

ABSTRACT

The harsh launch environment will cause stress and fracture of propellant charge in the projectile base. If the fracture is serious, it may lead to unsafe launch of the gun. It is one of the important keys and the most difficulties to accurately simulate the gas generation law of fracture propellant charge in the launch safety. In this paper, a dynamic stress and fracture simulation software of propellant charge is established based on the discrete element method, with which the dynamics process of stress and fracture of propellant charge is numerically performed. The corresponding experiments are carried out. According to the computed results of stress and fracture, the new combustion functions are created, and the numerical simulation of the fracture propellant charge combustion in closed bomb is implemented. The numerical simulation results are promising and in good agreement with the closed bomb tests, which indicates that the new combustion functions are effective against simulating the change of gas generation law caused by fracture of propellant charge. Achievements of the present results are precise prediction of the fracture degree of the propellant charge under different loading stress, which reduce the test costs, and provide the theoretical basis of the evaluation technology of the launch safety of propellant charge.     

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催化膜燃烧技术是将具有催化性能的金属加载在较薄的催化剂载体上，将与空气充分混合的天然气点燃后在载体上进行无焰燃烧，载体上温度分布比较均匀，燃烧中产生的NO_x含量很低，甚至接近零排放，是环保与节能的一种有效方法。在对家用天然气燃烧炉改造的基础上，通过实验研究了不同燃—空比条件下NO_x的排放情况以及系统燃烧的热效率特性。结果发现：天然气催化膜燃烧的燃—空比范围在4%～11%之间；在一定的燃烧条件下，燃—空比为6%（体积分数）时，天然气能实现较好催化燃烧效果,系统达到了最高的热效率，同时取得了较好的排放效果。最后从理论上初步分析了天然气催化膜燃烧的机理。     

致密砂岩气藏多尺度效应及生产机理

致密砂岩储层具有裂缝发育、基块致密的特点，通常需要水力压裂才能做到经济开采。储层储渗空间具有强烈的尺度性，按空间尺度分为致密基块孔喉尺度、天然裂缝尺度、水力裂缝尺度以及宏观气井尺度。致密砂岩气的产出是经过致密基块-天然裂缝-水力裂缝-井筒的跨尺度、多种传质等复杂过程，气体流动包括扩散和渗流，并分别用Fick定律和达西定律来进行描述。文章指出了气体在储层不同空间尺度中的流动具有时间尺度性，在裂缝中流动较快，在孔隙和喉道中流动较慢，而微孔中扩散更慢。无量纲导流能力关联了气体不同尺度下的传递过程，只有水力裂缝尺度和天然裂缝尺度的无量纲导流能力合理搭配，渗流能力达到一致，致密气才能经济高效采出。生产实例表明，致密砂岩气藏压裂后气井早期高产，一段时间后供气明显不足，压力急剧降低，稳产困难，表明致密砂岩气藏生产过程非常复杂。     

长庆上古生界气层CO2增能压裂工艺

长庆上古气藏物性差,压力系数低,水锁伤害大,采用常规水力压裂,入井液返排困难,气井产量低。在储层改造地质研究的基础上,通过对CO2泡沫压裂技术进行室内攻关,引进开发了CO2泡沫压裂酸性交联技术,优化了CO2泡沫方案设计及现场施工工艺,配套了CO2增能压裂工艺技术。经过现场应用,充分说明了CO2增能压裂是一项行之有效的工艺技术,对于提高单井产量和长庆气田整体开发水平都是有益的。     

页岩气储层蠕变特性及其对页岩气开发的影响

页岩气储层渗透率极低,必须经过压裂改造才能形成有效产能,大量狭小自支撑裂缝在天然气解吸及流动中具有重要作用。页岩气储层生产周期长,人工裂缝导流能力对裂缝变形极其敏感。研究结果表明,页岩气储层具有一定的蠕变特性,并随着粘土含量的增加而增强。压裂改造后,储层会产生大量裂缝,裂缝闭合蠕变是蠕变形变的主要形式。裂缝的存在会使储层蠕变速率大幅度提高,并对裂缝导流能力产生不可忽视的影响。裂缝闭合蠕变速率与裂缝界面之间、裂缝界面与支撑剂间的相互作用有关,并与基质蠕变速率成正比。压裂改造形成的裂缝网络越发育、单裂缝宽度越小,蠕变对裂缝导流能力的影响越大。在页岩气数值模拟中,考虑裂缝闭合蠕变的累积产量与未考虑裂缝闭合蠕变的累积产量相差较大。同时,在地应力计算、储层可改造性、支撑剂和施工参数优选以及生产方式的选择等方面也应考虑蠕变的影响,保持流体压力有利于减小蠕变形变,维持裂缝导流能力,提高气井产能和采收率。     

Shale Gas Well Completions and Maximizing Gas Recoveries

It is shown that stress fields within the earth are the principle control for hydraulic fracture direction in horizontal shale gas wells. Hydraulic fracturing is a process of increasing permeability within gas shales and involves a sophisticated organization of technology, good planning and proper management of equipment over a very short time period to be successful. The direction and extent of the induced fractures can be determined in near real-time at the well site via application of earthquake seismology theory in a now common process known as frac mapping. Next to the horizontal lateral azimuth, the total volume of slurry pumped into the well is a major factor in determining well EURs. Vertical fracture growth can be controlled and is important in concentration of the slurry within the main zone target zone that has the high TOC and porosity. Cemented casing with perforations is currently the most used method for zone isolation. New open-hole sleeve packers may eventually provide more flexibility in fracture design while also providing a means for refracturing multi-stage fractured horizontal wells, a technique not now commonly available. Multi-Stage fracture design requires incorporating rock properties with fracturing effect simulations and then verifying results using 3D reservoir simulations. Maximizing the gas recovery factors and EURs can be accomplished through use of closely spaced laterals with inter-fingered fracture stages and exploiting the stress shadow fracturing phenomenon. Even greater EURs may be possible if the wells can be refractured thereby opening up additional permeability channels. Shale gas development has progressed in an environmentally sensitive manner within the U.S. and will continue in this manner. During the past ten years, all of these technologies have been either newly developed or were the advancement of existing technology with modifications. The opportunity exists to take these proven technologies to other areas of the world for exploitation of shale gas reservoirs.     

致密砂岩裂缝性气藏缝网压裂裂缝复杂程度评价方法

微地震是评价致密砂岩裂缝性油气藏缝网压裂裂缝形态及几何尺寸的有效方法和手段,但其适用条件受限,且成本较高.为此,需要一种快速的、经济适用的方法来评价缝网压裂裂缝复杂程度.基于压裂泵停泵后的压降数据,利用视均质型、线性裂缝型、复杂裂缝型致密砂岩裂缝性储层渗流方程分析储层渗流模式,利用G函数分析储层裂缝形态,从而综合评价缝...