螺旋射孔对水平缝水力压裂过程影响的数值模拟

以非线性流固耦合方程为基础建立了射孔油井和地层的水力压裂三维计算模型,并模拟、讨论了常用螺旋射孔相位角对水平裂缝压裂的影响。数值模拟结果表明,在地应力方向不确切的情况下,采用螺旋射孔是一种有效降低裂缝起裂压力的技术措施。在裂缝扩展过程中,每个射孔都可能形成一条裂缝,但由于相邻射孔之间的距离很近,在井筒附近各条裂缝相互干扰严重,各条裂缝的形态差异很大;伴随着岩石破碎,各个射孔形成的裂缝相互贯通,逐渐融合成一条主裂缝。螺旋射孔对压裂的延伸压力和裂缝形态有相当程度的影响。     

川东北普光地区须家河组裂缝特征描述

川东北普光地区陆相地层主要目的层须家河组岩性致密,储层物性差,表现为低孔、低渗特征。利用 岩心、薄片、EMI 成像测井3 个方面的资料对普陆1 井须家河组裂缝开展精细描述与分析研究,探讨了裂 缝的类型、特征和分布规律,分析了裂缝对储层储集性能和气层生产能力的影响。结果表明,须家河组发 育有高角度构造缝和低角度非构造缝,裂缝充填程度高,主要被方解石和碳质充填,裂缝发育程度高但纵 向分布不均,主要分布于须二段、须四段和须六段。分析认为,裂缝不仅成为流体的储集空间,还是重要的 流体渗流通道,对于改善储层的储集性能起着重要作用。     

绕射信息提取技术及其在致密砂岩断裂系统识别中的应用

致密砂岩储层的断裂系统和裂缝发育的准确描述是油气勘探开发过程中的关键问题之一,其中发育的小尺度断裂、裂缝等地质异常体通常会在地震波场传播中产生绕射,这些绕射信息在保幅偏移后能够得到较好地保留。中值滤波技术能够利用反射波与绕射波的空间相关性差异,进行绕射信息提取。在利用中值滤波技术提取的绕射波信息基础上,进一步利用绕射波的空间相关性,采用绕射特征增强处理技术压制部分噪声,突出边缘绕射信息,从而得到更加直观的裂缝发育系统。将该技术用于鄂尔多斯盆地某实际地震资料的处理,结果表明,该技术能够有效提取断裂信息,绕射信息增强结果能够识别出研究区存在的丰富小尺度断裂,较好地刻画了断裂系统的空间展布,对致密气储层研究具有重要意义。     

深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏加砂压裂技术——以塔里木盆地大北、克深气藏为例

目前国内对于深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏实施压裂改造的技术瓶颈主要是耐高温加重压裂液的性能和分层改造技术。为此,以塔里木盆地大北、克深气藏为例,在开展天然裂缝开启条件、垂向地应力和裂缝性砂岩暂堵转向等压前评价的基础上,研制了耐高温加重压裂液,研发了针对深井与超深井的常规加砂压裂技术以及以提高长井段储层纵向动用程度为目的的暂堵转向复合压裂技术,并进行了现场应用实验。结果表明:(1)在天然裂缝的激发阶段,应提高净压力,采用小粒径支撑剂降滤或暂堵等技术措施,改造天然裂缝且使其保持一定的导流能力;(2)在主裂缝的造缝阶段,应调整排量控制净压力,采用冻胶造缝的连续加砂模式,沟通天然裂缝;(3)压裂液选用KCl和NaNO_3无机盐加重,其中NaNO_3加重压裂液最高密度达1.35 g/cm~3,最高耐温180℃;(4)常规加砂压裂技术应用在天然裂缝发育一般或不发育的储层,压裂管柱以直径88.9 mm的油管为主,使用KCl或NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高2~5倍;(4)暂堵转向复合压裂技术应用在天然裂缝较发育的长井段储层,压裂管柱以直径114.3mm的油管为主,使用NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高1~3倍。结论认为,所形成的加砂压裂系列技术能够为塔里木盆地深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏的高效开发提供技术支撑。     

页岩气“井工厂”不同压裂模式下裂缝复杂程度研究

为了不断优化页岩气"井工厂"的压裂模式,通过建立多裂缝相互干扰诱导应力数学模型,在考虑多井多缝的前提下,建立了多裂缝影响下的诱导应力场有限元模型,对单井逐次压裂、跳跃式压裂、两口水平井同步压裂、拉链式压裂以及改进的拉链式压裂等5种压裂模式进行模拟,对比分析了不同水平路径下诱导应力的变化情况以及最小水平主应力方向的变化规律,并重点讨论了由于压裂次序不同所导致的诱导应力场差异。研究结果表明:(1)裂缝周围的近井筒地带产生的诱导压应力最大,裂缝尖端处产生的诱导拉应力最大;(2)对于两口水平井压裂,靠近补偿井一侧的裂缝尖端诱导拉应力更大,两井的中间位置主要受到诱导拉应力的作用;(3)最小水平主应力方向偏转主要集中在裂缝尖端区域,裂缝数量增多,最小水平主应力的偏转范围和偏转幅度均增大;(4)改进拉链式压裂在各条路径上产生的诱导应力均为最大,对于靠近两口井中间区域各点的诱导应力值影响尤其大,可以有效增加压裂裂缝的复杂程度。结论认为,该研究成果可以为页岩气"井工厂"压裂的复杂裂缝网络预测和压裂模式优化提供帮助。     

四川盆地龙马溪组页岩储层缝网导流能力优化

水平井分段压裂技术是页岩气开发的关键技术,其方案设计需要对缝网几何参数及导流能力进行优化。目前,借用产能预测模型优化缝网参数的过程较为复杂且忽略了自支撑裂缝对缝网导流能力的影响。根据水电相似原理,将压裂后的复杂缝网细分为支撑裂缝以及自支撑裂缝,提出了等效裂缝的概念,并得出了基于不同裂缝形态的复杂缝网导流能力优化模型,确定了支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力之间的关系。结合四川盆地龙马溪组Y1井储层及流体参数,进行水平井分段压裂设计,优化出30/50目与40/70目陶粒的最佳铺砂浓度分别为3kg/m²和5kg/m²,70/140目支撑剂无法满足导流能力需求,自支撑裂缝能够满足导流能力需求。结合Meyer模拟得出Y1井30/50目的砂比为2.5%~3%,40/70目砂比为3.5%~4%,有效地减少了支撑剂量,并取得良好的经济产能,值得推广应用。     

川东北元坝地区长兴组礁滩相储层裂缝特征及主控因素

四川盆地东北部元坝地区是我国天然气勘探开发的重要区域。该区长兴组礁滩相储层天然裂缝普遍发育、控制因素复杂,是影响储层物性和气藏开采效果的关键因素。综合利用岩心、薄片、成像测井等资料,对该区长兴组储层天然裂缝的成因类型和发育特征进行了系统研究,在此基础上阐明了裂缝发育的主要控制因素。研究结果表明：①元坝地区长兴组礁滩相储层主要发育构造裂缝和成岩裂缝,根据力学性质构造裂缝可进一步划分为剪切裂缝和张性裂缝;成岩裂缝主要包括溶蚀裂缝、构造—溶蚀裂缝及压溶裂缝3类;②构造剪切裂缝为主要天然裂缝类型,裂缝走向以NW—SE向为主,主要为高角度裂缝和斜交裂缝,绝大多数裂缝高度小于30cm,裂缝总体有效性较好;③天然裂缝的发育主要受构造与应力、岩性、层厚和沉积微相等因素综合控制,受构造与应力影响,裂缝走向具有明显优势方位;白云岩类较灰岩类裂缝更为发育;高角度裂缝和斜交裂缝规模和发育程度受层厚控制明显;不同沉积微相中构造裂缝发育程度存在较大差异。     

Visualization of drained rock volume (DRV) in hydraulically fractured reservoirs with and without natural fractures using complex analysis methods (CAMs)

The drainage areas (and volumes) near hydraulically fractured wells, computed and visualized in our study at high resolution, may be critically affected by the presence of natural fractures. Using a recently developed algorithm based on complex analysis methods (CAMs), the drained rock volume (DRV) is visualized for a range of synthetic constellations of natural fractures near hydraulic fractures. First, flow interference effects near a single hydraulic fracture are systematically investigated for a variety of natural fracture sets. The permeability contrast between the matrix and the natural fractures is increased stepwise in order to better understand the effect on the DRV. Next, a larger-scale model investigates flow interference for a full hydraulically fractured well with a variety of natural fracture sets. The time of flight contours (TOFCs) outlining the DRV are for all cases with natural fractures compared to a base case without any natural fractures. Discrete natural fractures, with different orientations, hydraulic conductivity, and fracture density, may shift the TOFC patterns in the reservoir region drained by the hydraulically fractured well, essentially shifting the location of the well’s drainage area. The CAM-based models provide a computationally efficient method to quantify and visualize the drainage in both naturally and hydraulically fractured reservoirs.     

甘肃礼县李坝金矿床地质特征及构造形成机理

李坝金矿床是礼岷金矿带上大型金矿床之典型代表,主要由6号金矿带组成。本文从区域地质背景、矿区地质概况、矿体特征、矿床构造及形成机理进行了论述。断裂构造是该区主要的控矿因素,在以205°~25°方向上的主要挤压应力作用下,矿区构造形成了早期韧性构造和晚期脆性构造,因而,研究探讨矿床内构造的形成、演变规律,对在该区找矿有一定的指导意义。     

Mechanical and hydraulic coupling of injection-induced slip along pre-existing fractures

A series of injection-induced slip experiments using pre-fractured granitic rock specimens was conducted to investigate the dynamic hydraulic responses of existing fractures during hydraulic stimulation. The results show a characteristic stepwise slip and temporal increase in fluid flow in the fractures during slip. This increase is considered to result from significant shear dilation that is sufficient to change the flow properties of rough fractures with large asperities. Our laboratory data show that the stepwise slip is caused by temporal drops in pore fluid pressure in the fractures associated with shear dilation, which in turn indicates that the geometry of fracture surfaces plays a significant role in terms of both slip behavior and changes in fluid flow during induced slip. These results raise the possibility that stepwise slip and temporal permeability changes occur in actual rough fractures. This hydro-mechanical coupling behavior of such fractures during fluid injection suggests that dynamic (temporary) permeability changes may occur in geothermal reservoirs subjected to hydraulic stimulations.