软硬煤岩导流能力影响因素及正交试验

煤岩导流能力分析对煤层气经济有效开发十分重要.针对软硬程度不同的2种煤岩,运用导流仪研究不同因素对导流能力的影响,利用正交试验分析各参数对导流能力的影响程度并优化实验组合.结果表明:各参数对导流能力的影响程度排序为闭合压力、铺砂浓度、测试介质、支撑剂类型;不同支撑剂类型中,陶粒和树脂砂相对于兰州砂适用性更好;硬煤相比软...     

弱胶结地层中影响支撑剂嵌入的因素研究

制备预充填疏松砂岩进行嵌入试验研究,通过导流能力的对比,确定出影响嵌入的各种因素及其规律。试验观察了支撑剂在软岩板中的嵌入程度和不同闭合应力、不同支撑剂粒径、不同地层砂粒度组成对嵌入的影响,总结了影响支撑剂嵌入的其他因素,对优化压裂设计有一定的指导意义。     

裂缝稳定剂实验评价

针对疏松砂岩储集层压裂后裂缝容易失效的问题,优选适用于该类储集层压裂缝的裂缝稳定剂,通过室内实验对其性能进行评价,优化其用量,并分析其与常用压裂液的适配性.实验优选出一种改性树脂作为裂缝稳定剂,该剂可在支撑剂表面形成一层带有一定强度的黏性膜,轻微降低裂缝导流能力,但能起到稳定支撑剂充填裂缝的作用.实验分析了不同裂缝稳定剂配比下的支撑剂导流能力和防砂效果以及裂缝稳定剂与胍胶压裂液、表面活性剂压裂液(VES 压裂液)的适配性.根据导流能力和微观地层微粒侵入现象对裂缝稳定剂用量进行了优化.推荐选用质量分数为3%~5%的裂缝稳定剂处理支撑剂,并用于胍胶压裂液.模拟现场实验表明,裂缝稳定剂能保持裂缝导流能力;用稳定剂处理过的支撑剂中侵入的地层微粒明显减少.图9表1参14     

径向井引导水力裂缝扩展机理

随着低渗、超低渗油藏的深入开发,径向井辅助压裂技术在各大油田进行了先导性试验,但目前对径向井引导裂缝扩展机理的研究尚未见报道。基于ABAQUS有限元软件,建立了径向井储层三维实体仿真模型,研究了径向井井径、井距和孔眼数对裂缝扩展的影响规律。数值模拟结果表明:不同井眼施工参数可以改变径向井周围的应力分布,达到减小储层破裂压力、引导裂缝扩展的作用;径向井井径和孔眼数的增加能够减小轴向压应力,降低储层破裂压力,而井距的增加使轴向压应力变大;直井井壁应力分布受径向井井距和孔眼数的影响明显,压应力随井径的增加而减小,并在径向井方向取得最小值,压应力随孔眼数的增加而增大。     

影响支撑剂嵌入的因素研究

运用FCES-100裂缝导流仪,进行了大量地层岩心的支撑剂嵌入实验研究.通过对比导流能力,全面考察了不同类型、不同铺砂浓度、不同粒径及不同常规性能的陶粒支撑剂在不同岩心和闭合压力条件下的嵌入程度.通过实验发现:支撑剂的嵌入使导流能力大幅度降低;不同类型的支撑剂在相同条件下嵌入程度不同,嵌入程度从大到小依次为石英砂、陶粒...     

四川盆地涪陵地区页岩酸压裂缝渗透率实验

体积压裂是实现页岩气商业开发的必要技术手段,但其增产机理和各种辅助增产措施的有效性需要进一步探索。通过页岩酸蚀裂缝渗透率测试实验,探究了碳酸盐矿物含量、酸液类型和浓度、支撑剂对页岩酸蚀剪切裂缝渗透率的影响,并借助CT扫描研究了页岩酸蚀前后的微观孔吼结构变化。结果表明：碳酸盐含量为2%的页岩采用11.25% HCl+6.75% HF的土酸配方可得到最佳酸蚀效果,碳酸盐含量为15%的页岩采用浓度为7.5%左右的HCl酸蚀效果最佳。碳酸盐含量为25%的页岩采用2.5%左右的HCl效果最佳;若页岩中钙质胶结的天然裂缝发育,应适当提高最优酸液浓度。页岩基质渗透率极低,如果储层中开启的天然裂缝或钙质充填裂缝不发育,即使是高浓度的酸液也不能将岩心驱透。该实验研究成果为页岩储层水力压裂的有效设计提供了更多有价值的信息。     

大尺寸致密砂岩露头水力压裂物理模拟实验

针对沙河子组致密砂岩露头,首次系统开展了50 cm×50 cm×50 cm及以上尺寸岩样的真三轴水力压裂物理模拟实验,在进一步弱化边界效应的前提下,探究了天然裂缝、地应力条件、暂堵工艺等因素对裂缝扩展的影响机制,创新了试件压后裂缝三维形态构建方法.研究结果表明:含天然裂缝岩样,当水平地应力差在9 MPa以下时,天然裂缝产状为压后裂缝形态的关键影响因素,当水平地应力差在12 MPa以上时,天然裂缝产状影响弱化,易形成单一裂缝;无天然裂缝岩样,常规压裂均为单一裂缝,高黏压裂液压后裂缝面相对平直;暂堵后,采用高黏压裂液压裂,易在原裂缝两翼均形成封堵,产生新缝;水平地应力差越大,暂堵压裂新裂缝转向半径越小,距离原裂缝位置越近,改造效果越差.研究结果为致密砂岩现场压裂方案设计提供了有效指导.     

体积压裂多分支裂缝支撑剂运移规律

为进一步明确体积压裂多分支裂缝内支撑剂的运移铺置规律，开展了不同裂缝形态、砂比、分支缝开启时机和不同粒径支撑剂注入顺序条件下的支撑剂运移模拟实验。研究表明，不同位置分支缝的逐级分流使分支后主缝砂堤高度增加，铺置长度减小。分支缝的流量是影响其充填的主要因素，分流作用使得远井分支缝流量小、充填情况较差。倾斜裂缝壁面对支撑剂施加减缓其沉降的摩擦力，提高支撑剂在裂缝纵向的分布。砂比增加可改善近井主缝和远井分支缝的充填并使主缝砂堤长度增加，由于缝高的限制，砂比提高到一定值后裂缝充填情况改善幅度减小。分支缝常开（持续扩展）时分支缝最终的支撑效果最好，但主缝铺置长度短，先关后开（后期扩展）的支撑效果优于先开后关（前期扩展）。不同粒径支撑剂顺序注入可增加主缝和分支缝的铺置长度，先小后大注入可改善近井裂缝充填，先大后小注入时近井裂缝充填情况不如先小后大注入时。     

基于孔弹性效应的水平井多簇压裂诱导应力及裂缝扩展分析

页岩等非常规油气储层水平井分段压裂改造用液规模大，返排效率低，其诱发的孔弹性效应不可忽视，然而孔弹性效应对缝间应力干扰、多裂缝竞争扩展的影响机理尚未明晰。为了揭示压裂液滤失诱发的孔弹性效应对地应力场及多裂缝扩展的影响规律，基于平面三维多裂缝模型，在考虑液体滤失诱发的孔弹性效应的基础上，建立了水平井压裂裂缝扩展数学模型，并开展了水平井多簇压裂裂缝扩展数值模拟研究，针对孔弹性诱导应力导致多裂缝扩展不均匀提出了解决的工艺手段。研究结果表明：(1)孔弹性应力与裂缝诱导应力具有相似的效果，其大小约为裂缝诱导应力的30%，影响范围约为裂缝诱导应力的40%；(2)孔弹性效应会增大缝内压力、强化缝间应力干扰、加剧裂缝不均衡扩展，与不考虑孔弹性效应的模拟案例相比，考虑孔弹性效应后裂缝宽度降低约8%，缝内压力升高约0.5 MPa，井底压力升高0.62 MPa，各簇瞬时进液差异系数升高6.5%、整体进液差异系数升高5%；(3)保持限流射孔摩阻为3～6 MPa可在一定程度上克服孔弹性效应对各簇均衡进液的负面影响。结论认为，孔弹性效应研究可为水平井多簇压裂诱导应力及裂缝扩展分析提供重要的理论支撑和依据，该成果可...