复合压裂技术研究

复合压裂技术是将高能气体压裂和水力压裂相结合的一种新型的增产增注技术。通过对几种不同压裂方法的比较，阐述了复合压裂技术的增产机理和设计原则，现场统计表明，复合压裂工艺增产效果明显好于单纯的水力压裂和高能气体压裂，且不会对套管和水泥环造成破坏。     

凝胶作为压裂人工隔板材料的实验研究

提出了一种新的人工隔板模型一压裂人工隔板模型.即水力压裂形成裂缝后,向支撑裂缝中注入凝胶,裂缝中的凝胶和通过裂缝上下壁面滤失在地层中的凝胶一起形成一定强度的化学凝胶隔板,可有效控制底水和次生底水的锥进.该凝胶初凝时间在1～8 h可调,pH值对凝胶成胶时间的影响较大,pH值6～8时的成胶时间最短,在盐水中的成胶时间延长.随着岩心中凝胶注入量的增加,凝胶的封堵率和突破压力梯度增大,注入0.8 PV凝胶时的封堵率达80.6%,突破压力为0.21 MPa.隔板系统的突破压力大于23 MPa.封堵率100%.随着加压时间的增加,渗透率基本不变.说明该凝胶很稳定,耐压强度大,且堵水效果很好,几乎不渗透.图4表3参6     

砂砾岩储层水力裂缝扩展规律试验研究

由于砂砾岩储层中砾石的存在,导致压裂工程中水力裂缝扩展形态复杂,施工难度大。为了研究砂砾岩储层水力裂缝扩展规律,采用真三轴压裂模拟试验系统对天然砂砾岩露头岩样开展试验研究,分析水平应力差、砾石粒径和分布规律以及压裂液黏度和排量对水力裂缝扩展形态的影响。研究表明:砂砾岩储层的压裂裂缝形态由应力状态和砾石特征共同决定。以小粒径砾石为主的岩样中,砾石对裂缝扩展形态的影响较小,形成单一主裂缝,裂缝面平直;大粒径砾石为主的岩样中,水力裂缝沿着砾石界面偏转并形成分支裂缝,裂缝面扭曲。水平应力差较低、砾石无规则杂乱排布的情况下,分支裂缝的偏转更加明显,裂缝形态更加复杂。同时,水力裂缝由砾石内部起裂时的破裂压力更高。分支裂缝的产生以及裂缝的转向扩展导致裂缝宽度变窄;采用高黏度的胍胶压裂液能够有效增加裂缝宽度,有助于加砂和避免砂堵。     

分形理论在岩石孔隙结构研究中的应用

岩石的孔隙空间具有良好的分形特征,孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度和非均质性.应用分形几何的原理,研究了低渗透储层岩石的孔隙结构,建立了毛细管压力和孔隙大小概率密度分布的分形几何模型.并根据毛细管压力曲线资料计算了孔隙结构的分形维数和孔径大小的概率密度分布.计算结果表明,用该方法研究孔隙结构不仅简单易行,而且精度很高.     

页岩储层压裂应力阴影效应对缝网形成的影响

为深化认识页岩水平井多段压裂过程中的缝间应力阴影效应,提高缝网形成效率,基于离散元法建立复杂裂缝扩展模型,开展了多裂缝延伸数值模拟研究。重点分析了缝间干扰的影响因素,包括水平应力差、杨氏模量、缝间距、净压力和裂缝形成顺序,以及单条水平井交替压裂过程中水力裂缝与天然裂缝的相互作用行为。数值模拟结果表明：①水平井多段顺序压裂不易形成近间距裂缝,由于应力阴影效应,后继裂缝将偏离水平最大主应力方向,无法改造远井筒区域;②储层杨氏模量决定应力阴影作用距离,而净压力决定着裂缝周围产生的“应力阴影”效应的强度,高杨氏模量,低水平应力差地层,施工净压力越大,发生干扰的缝间距越大;③通过优化水力裂缝形成顺序,利用多裂缝应力干扰,可使得当前改造区域内水平地应力差显著地降低,有利于后继水力裂缝开启天然裂缝系统,从而提高缝网复杂性。研究结果可为页岩储层缝网压裂设计优化提供理论依据。     

复合压裂技术研究

复合压裂技术是将高能气体压裂和水力压裂相结合的一种新型的增产增注技术。通过对几种不同压裂方法的比较,阐述了复合压裂技术的增产机理和设计原则,现场统计表明,复合压裂工艺增产效果明显好于单纯的水力压裂或高能气体压裂工艺,且不会对套管和水泥环造成破坏。     

低压碳酸盐岩气藏泡沫助排剂的研究与应用

针对鄂尔多斯盆地大牛地气田碳酸盐岩气藏低渗、低压,缝洞发育以及酸压后残酸返排率低、周期长等问题,室内开发了高效泡沫助排剂,在残酸中泡沫质量达75％以上,半衰期大于7．0min,且与其它酸液添加剂有显著的协同作用,可使残酸体系的表面张力降为21．5mN／m以下,减小残酸在储层中的渗流阻力。现场1口井两个层试验表明,助排效果比较好。     

玛南斜坡上乌尔禾组颗粒支撑砾岩裂缝扩展形态

玛南斜坡上乌尔禾组致密砾岩储集层岩相复杂,非均质性强,水力压裂裂缝扩展形态复杂,压裂设计优化缺乏理论依据.以玛南斜坡上乌尔禾组颗粒支撑砾岩为研究对象,通过纳米压痕实验,分别测定了砾石和基质的岩石力学性质.在此基础上,开展水力压裂实验,明确了不同压裂液下的裂缝扩展形态和压力曲线特征.研究结果表明:纳米尺度下,砾石受载后为...     

硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液回收再用可行性研究

探讨了羟丙基瓜尔胶/硼冻胶压裂液回收再用的可行性。分析了该压裂液冻胶在无通用破胶剂情况下的非降解性破胶机理,控制因素为pH值和温度,破胶液黏度最低可达基液水平。基于一种有机硼交联HPG冻胶压裂液的实验数据及文献资料,讨论了升温,使用缓释酸及稀释3种非降解性破胶方法。①根据压裂过程中裂缝附近温度场分布设计压裂液,携砂液耐温性只需达到裂缝内的较低温度,地层温度恢复后其黏度将大幅降低;使用产气生热剂可提高裂缝温度。②加入设定量未指明组成的缓释酸使实验压裂液120℃黏度降至<40 mPa.s,补加NaOH后黏度维持>200 mPa.s近3小时。③压裂液与地层水等量混合后破胶,黏度~20 mPa.s,复合清水压裂工艺即基于此原理。不同泵注阶段示踪剂产出曲线表明,影响压裂液返排的因素不只是黏度,某些未破胶压裂液的返排率反而很高;如使用方法适当,缓释酸破胶的返排率可以达到通用氧化型破胶剂破胶的相同水平。国外实践表明,重复使用低分子量瓜尔胶压裂液可提高压裂效果。图7参9。     

用分形理论研究孔隙结构的对数正态分布

应用分形几何的原理,根据储集层岩石孔隙分布和毛细管压力曲线的分形几何模型,建立了孔隙大小分布概率密度函数的分形表征方法。根据毛管压力曲线资料,用该方法计算了孔隙结构的分形维数,进而计算了孔隙结构的概率密度分布函数,使孔隙大小的分布规律从传统的定性描述转变为定量化计算。计算结果表明,用分形理论计算孔隙大小分布的概率密度函数及其变化规律不仅简单易行,而且精度很高。