沁南区块安泽斜坡带薄煤层压裂工艺优化与应用

针对安泽斜坡带3#煤岩物性差（平均孔隙度1.70%~4.30%,吨煤含气量6.44~20.50 m3/t）,煤层分叉、变薄,采用活性水大排量压裂施工易导致裂缝高度失控,支撑剂无效支撑,压裂效果变差等问题,通过活性水携砂临界流速的论证分析,确定了不同煤层厚度、不同压裂注入方式下的临界携砂排量,并优选了支撑剂粒径和组合,优化了射孔方式。研究成果现场试验应用了4口井,其中沁17-6井产气量达1 000 m3/d以上,产量比较稳定。     

高密度瓜胶压裂液体系的研究与应用

针对华北油田家29断块与岔71断块高压油气层压裂改造难度大的问题,室内优选出溴化钠与硝酸钠复配加重剂,研发了高密度压裂液体系。研究结果表明,该压裂液体系的密度1.20~1.55 g/cm3可调,160 ℃、170 s?1条件下剪切90 min后黏度大于100 mPa·s。在华北油田进行了4口井的现场应用,与普通压裂液相比,施工排量提高了1.0~1.5 m3/min,砂比提高了5~16个百分点,井口压力降低了7~15 MPa,压裂效果较同区块邻井显著提高。     

华北油田高含水油藏转向压裂用暂堵剂研究

华北油田阿尔区块部分油井出现高含水甚至是特高含水,进行简单的重复压裂不仅达不到控水增油效果,还会造成经济损失,为此提出采用三段式变配方注入暂堵剂的工艺思路进行调剖。通过实验优选出3种配方体系暂堵剂,并设计了一种新的实验方法考察暂堵剂的抗冲击性能。研究结果表明,该体系能够实现高强度堵水,满足重复压裂中实现裂缝转向的要求,而且抗冲击实验相比于传统渐进式实验更符合地层实际情况。     

高阶煤煤岩全应力-应变过程渗透性实验研究及应用

煤层气压裂过程中注入压力的波动造成煤层渗透率发生动态变化,研究高阶煤层渗透率动态变化对压裂施工时压裂液效率定量评价有重要意义。利用GCTS-RTR-1000型电液伺服三轴试验机和HPPD-20脉冲衰减测瞬态渗透率仪,针对高阶煤试样在三轴压缩过程中的应力渗流耦合实验,通过在低围压条件下轴向应力-体积应变-渗透率测定实验进行实验数据分析研究,揭示了三轴压缩过程中高阶煤煤岩渗透率变化规律。     

华北油田水力压裂实时预警系统

砂堵是导致水力压裂失败的重要原因之一,为此研发了一套压裂实时监测及预警系统。该系统在实时监测压裂施工关键参数的基础上,通过油压-时间、套压-时间双对数曲线的斜率进行压裂实时预警。在调研多口井压裂数据资料的基础上,分析了压力-时间双对数曲线的3种模式,通过实时判断当前压裂施工状态处于何种模型进行预测在该模式下可能出现的风险;同时根据成熟的二维裂缝模型PKN、KGD和Penny径向模型可以计算出裂缝的缝长和平均缝宽,并以此来确定裂缝走向是否与设计相符;如果发生偏差可以考虑是否要减小动态参数,来改变裂缝走向。现场应用结果表明,该系统集实时监测数据、预警于一体,具有较好的应用价值。     

苏75-70-6H水平井裸眼封隔器10级分段压裂实践

苏里格气田具有低渗、低压、低丰度、低产特性,压裂改造成为苏75区块建产必要手段。对苏里格气田苏75区块第1口水平井——苏75-70-6H井提出了裸眼封隔器分段压裂工艺的整体方案,并首次应用低伤害羧甲基压裂液成功进行了10段压裂施工作业,累计加砂406 m3。目前该井放喷返排顺畅,测试无阻流量高达316.51×104 m3/d,压裂效果显著,标志着华北油田在水平井开发技术上的成功突破,并为各项新技术的进一步推广应用积累了宝贵的经验。     

压裂液延迟交联与快速破胶技术

针对压裂液伤害地层的问题，通过对压裂液延迟交联与快速破胶技术的研究试验，研制出了时间延迟交联剂和温度延迟交联剂．确定了压裂液在不同温度和不同时间内破胶时需要破胶剂的用量。结果表明．压裂液交联的最佳时间是压裂液刚进入地层的那一刻。为减少压裂液对地层的伤害，破胶剂加量应根据施工时问与裂缝中压裂液温度情况，使压裂液的破胶时间与施工时间相一致，既能保证压裂液的造缝与携砂能力，又能使压裂液在施工结束后快速破胶、水化返排。现场应用表明，压裂液具有摩阻低、抗剪切性能好、造缝与携砂能力强。对地层伤害小的优点．满足了现场施工的需要，提高了油井(特别是深井)压裂施工的成功率。在华北冀中对井深3400～3800m的油井压裂施工9口，平均砂比为29．3％，成功率为100％。     

乌里雅斯太油田太27断块整体压裂数值模拟

乌里雅斯太油田太27断块属于典型的低渗透油藏,经过压裂改造后才具有一定的生产能力。为了优化太27断块的整体压裂参数,在考虑启动压力梯度的非达西渗流模型和整体压裂数学模型的基础上,采用数值模拟对生产井进行了历史拟合以验证模型的可靠性,并对乌里雅斯太油田太27断块反九点井网进行了整体压裂优化设计,分析了不同裂缝缝长比和导流能力对油井产能的影响。同时采用正交设计方法,设计了不同裂缝参数组合下的开发方案并进行优化。模拟结果表明,适合太27断块的裂缝参数为水井半缝长44 m,水井导流能力10 D·cm,边井缝长比0.3（半缝长66 m）,角井缝长比0.45（半缝长99 m）,角井导流能力为20 D·cm。在给定的井网条件下,裂缝缝长和导流能力存在最优值且并非越大越好,为其他低渗油藏区块整体压裂方案的设计提供技术参考。     

液氮对煤岩的冷冲击作用机制及试验研究

在煤层气开发过程中,利用液氮对近井地带煤层进行“冷冲击”能使煤层产生裂纹,同时液氮辅助煤层气压裂具有增能助排、减小地层伤害等优点。分析液氮对煤岩冷冲击的作用机制,建立煤岩基质的冷缩应力的计算模型,并进行不同条件下的冷冲击试验,测试冷处理前、后煤岩的声波传播特性,分析冷冲击对煤岩力学性质的影响。研究结果表明,液氮的超低温作用能使煤岩基质收缩,产生热应力裂缝,同时煤岩天然裂缝中的水结冰膨胀产生的应力超过煤岩的强度,可在煤岩内产生局部裂纹;冷冲击应力产生得裂缝将沿着垂直于面割理裂缝的方向延伸,有助于增加煤岩的整体渗透率。经过液氮处理,煤岩的声波速度与幅度有较大的下降,表明液氮冷冲击作用能对煤岩的内部结构和力学强度产生较大改变。