压裂支撑剂长期导流能力试验

压裂支撑剂长期导流能力的大小决定了压裂效果的好坏,准确获得支撑剂长期导流能力试验数据对于预测压裂效果具有重要作用。对油田常用压裂支撑剂进行了长期导流能力试验,获得了压裂支撑剂在长期状态下的导流能力变化规律,并提出采用降低油层闭合压力、使用破碎率较低的支撑剂、尽量减少支撑剂的细微颗粒、提高支撑剂粒度的均匀程度、加大铺砂浓度等措施来提高支撑剂的长期导流能力,可为提高压裂优化设计水平和预测及改善压裂效果提供帮助。     

压裂支撑剂作用机理及发展前景

在石油开发中,要充分考虑到裂缝导流能力对石油开发活动带来的影响,提升支撑裂缝的渗透率.本文就综合压裂支撑剂的应用现状,积极探究压裂支撑剂的作用机理和应用前景,为石油开采活动提供有效支持.     

压裂井支撑剂回流实验研究

采用与现场试验性质相似的原油为工作液,以支撑剂回流试验仪为实验设备,开展不同应力、不同裂缝宽度条件下的常规支撑剂回流实验.实验结果表明,陶粒的临界流量远大于石英砂的临界流量;支撑剂回流临界流量随着闭合应力的增大而增加;随着铺砂浓度的增大,支撑剂回流临界流量急剧减小;支撑剂回流实验曲线具有明显的三段特征,分别为初始段、平衡段和出砂段.实验结果有助于提高支撑剂回流预测模型的准确率.     

压裂井支撑剂回流预测研究

新疆油田准东、石西和陆梁油田部分油井在压裂后出现支撑剂回流现象,影响了油井的正常生产,降低了压裂效果。针对压裂井支撑剂回流问题,开展了支撑剂回流预测研究,建立了支撑剂回流预测模型,以便在压裂设计阶段预测支撑剂回流趋势、采取适当的控制措施。在建立模型时,考虑了地层力学性质、地层流体、人工裂缝和支撑剂的影响。裂缝导流能力和地层渗透率决定了产出液在裂缝和基质之间的分配关系;在建立裂缝临界流量模型时,首先推导出理论临界流速,然后考虑缝宽、闭合应力和支撑剂的影响对其进行修正。现场实例计算表明,模型的预测结果与现场生产实际相符合。     

海上油气田工程压裂作业船及装备配置技术探讨

用于海上油气田的压裂作业船具备高效性和安全性,具有优越的操控性能和良好的稳定性,配备了先进的船舶航行系统、动力定位系统和强大的动力系统。全船配备的压裂作业设备包括支撑剂存储装置,酸液和胶液存储装置,搅拌混合系统,各类液体和化学药剂添加系统,压裂作业泵系统,中央控制室以及数据采集系统,完备的质量控制体系,安全的作业管线和快速脱离装置。压裂作业船能连续施工作业,效率高,安全可靠。     

压裂支撑剂研究与应用进展

支撑剂作为支撑水力裂缝的关键材料,其相关性能与压裂改造效果密切相关,关于压裂支撑剂的研究受到了持续而广泛的关注。本文分类概述了压裂用支撑剂及相关技术的研究与应用情况,包括石英砂、陶粒、覆膜支撑剂等常规支撑剂及近年来报道的自悬浮支撑剂、气悬浮支撑剂、原位生成支撑剂等新型支撑剂及相关技术等共计10个类别。最后对压裂支撑剂及相关技术的发展方向进行了展望,以期为相关领域的研究者提供参考,促进压裂支撑剂技术的进步。     

基于支撑剂数的压裂优化设计方法研究

基于支撑剂数的压裂优化设计方法是以最大采油指数为目标函数的压裂设计新方法。与常规的NPV方法相比,该方法更加注重裂缝的几何尺寸与整个砂体展布的匹配。对低渗透和特低渗透油藏而言,在强调造缝长的同时,还强调高的裂缝导流能力,这样才能获得最大的压后产能。本文通过引入支撑剂数的概念,推导出以支撑剂数为变量的油藏单井的最大采油指数和最优的无因次裂缝导流能力。通过迭代循环求解出最佳的支撑剂数以及最佳的无因次导流能力,从而确定最佳缝长与缝宽。该方法现场应用简便,计算结果科学、可靠,对低渗透和特低渗透油藏改造具有指导意义。     

破胶液浸泡下压裂支撑剂破碎率研究

在压裂过程中,由于压裂液破胶液不能及时返排,支撑剂处于破胶液的浸泡过程中,下支撑剂破碎率会发生变化.为此在室内进行了支撑剂被破胶液浸泡的破碎率实验,并与破碎率的常规实验结果进行了对比分析.实验表明,水基破胶液浸泡后支撑剂的破碎率较未浸泡的支撑剂破碎率增加幅度达到100％～160％,柴油浸泡后破碎率基本不变.     

页岩气滑溜水压裂支撑剂输送实验及数值模拟研究

页岩气滑溜水压裂主要是在储层中形成网络状裂缝,并用支撑剂将压开的裂缝支撑起来以形成高导流能力的填砂裂缝。针对支撑剂在页岩裂缝中的输送机理开展研究。通过对支撑剂受力进行分析,并结合液固两相流耦合流动机理,在此基础上利用Fluent软件中欧拉-欧拉两相流模型对支撑剂输送进行了数值模拟。数值模拟与物理实验都是研究排量对砂堤形态的影响,结果表明:排量越大,裂缝入口处支撑剂越少,最终的砂堤厚度越低;实验与数值结果吻合度较高。研究结果可为实际页岩气压裂施工提供理论指导。     

压裂作业船超高压快速脱离装置设计研究

针对海洋压裂作业船超高压快速脱离装置技术被国外垄断的现状,设计了一套压裂作业船超高压快速脱离装置。阐述了快速接头的结构及工作原理,并制定了装置整体作业方案。对该装置的主要部件(接头和液压执行结构)进行了设计。对快速接头的主要受力部件(限位块、插头体和阀芯)进行了有限元分析。分析结果表明:限位块、插头体和阀芯所受应力均小于各自许用应力,因此这3个主要部件在挤压状态下安全;该装置在超高压下可实现管路的自动快速脱离,并封闭管路;当遇到紧急情况时,超高压快速脱离装置可通过网络控制系统使压裂作业管汇连接断开,并保证无高压液体溢出,使得压裂船能够快速撤离。研究方法可为其他类似装置的结构设计提供参考。     

压裂液悬砂及支撑剂沉降机理实验研究

压裂液的携砂性能优劣直接影响着支撑剂在裂缝中的输送铺置效果及压后裂缝的有效导流能力。研制了“XS-I型”压裂液悬砂及支撑剂沉降物理模拟实验装置;开展了3种陶粒支撑剂（70/140目、40/70目、30/50目）在SRFP-1型压裂液中的悬砂特性研究,分析了支撑剂在携砂液中的沉降量、沉降速率以及二者随沉降时间的变化规律,得出影响压裂液悬砂性能的主控因素。实验研究表明,携砂液中支撑剂沉降分为快速沉降、缓慢沉降、稳定平衡3个阶段。压裂液黏度是影响压裂液悬砂性能的最主要因素,其次是支撑剂粒径、携砂液砂比。低黏度压裂液仅对70/140目支撑剂有一定悬浮能力（支撑剂充分沉降时间10～20 min）,对40/70目和30/50目的支撑剂悬浮性能较差（支撑剂充分沉降时间仅为1.0 min～5.5min）,整体悬砂能力较差。中黏度压裂液对70/140目支撑剂悬浮效果好（仅有9.9%～11.1%的支撑剂沉降）,在小于15%砂比下对40/70目及30/50目支撑剂有较好的悬浮能力（支撑剂充分沉降时间80 min～240 min）。中高黏度压裂液中,大粒径（30/50目）支撑剂在高砂比（25%～30%）条件下加入,也仅有12%～13.1%的支撑剂沉降,悬砂性能优,适宜作为主加砂阶段的携砂液。研究结果丰富了压裂液悬砂能力测试方法及支撑剂优选评价手段,为压裂液、压裂施工参数的优化及支撑剂的优选,提供基础数据依据。