有限厚度地层中水平缝滤失计算模型研究

压裂液向地层的滤失速度是压裂设计和压后评估分析时确定裂缝几何尺寸最关键的因素之一.现有的水平缝滤失计算模型是针对均质储层而建立的,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算.基于裂缝性储层的流体渗滤理论,建立了有限厚度裂缝性地层中通过水平缝的压裂液滤失模型,采用付氏正交变换原理对模型进行求解,获得了便于实际应用的解析解.应用表明,裂缝性油藏水平缝滤失速度随滤失时间而降低,但等效的综合滤失系数却随滤失时间的增加而增加.采用滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论计算水平缝中受净压力影响的压裂液滤失速度会带来较大误差.论文模型和计算结果对于水平缝的压裂设计具有一定指导意义.     

裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型

现有的压裂液滤失计算方法基本上是基于滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算。在考虑压裂过程中压裂液分别沿天然裂缝和基质向地层渗滤的基础上,建立了裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型,采用正交变换法给出了模型的精确解。该模型易于收敛,计算速度快。计算结果表明,裂缝性储层实施压裂作业时,压裂液主要经由天然裂缝滤失,裂缝性储层压裂液滤失计算不能采用经典的滤失理论。     

缝中酸液流动反应模拟研究

酸液在缝中的流动反应是酸压设计中的一项重要内容,大部分二维酸液流动反应模拟模型都假设了缝宽不变,并且在求解时引入传质系数将二维模型一维化来求解,影响了计算精度。为此,基于物质守恒原理建立了新的酸压缝中酸液流动反应模拟模型。该模型避免了缝宽为恒值的假设,在求解时直接沿缝长和缝宽方向差分化并采用"追赶法"求解,不需引入传质系数以减少模型维数。计算实例表明,所提出的酸岩反应模型能较真实地反映酸液在缝中的流动反应。     

低渗透油田压后处理技术的研究与应用

压裂是吉林低渗透油田新区开发和老区稳产的主要增产措施,而压裂效果的好坏却受着诸多因素的影响。从分析影响因素入手,提出在压裂后的适当时期对人工裂缝进行处理,清除伤害裂缝的物质,恢复裂缝的导流能力,提高油井的产量,延长压裂的有效期。     

文南油田水力压裂裂缝纵向特征

根据文南油田2002年所测36口井的压裂井温曲线资料，分析其水力压裂纵向裂缝的高度、余数及射孔层压开程度等特征，对文南油田压裂方案的确定和压裂效果的评价具有指导意义。     

生产过程中裂缝内压力分布的模拟研究

根据压裂后油气渗流机理,考虑裂缝闭合压力和裂缝导流能力的变化,建立了生产过程中裂缝内压力分布模型,包括地层系统渗流模型、裂缝系统渗流模型、闭合压力方程和导流能力方程等,并以变步长网格,对地层系统渗流数学模型采用交替方向隐式格式、对裂缝系统渗流数学模型采用预测-校正格式,进行了迭代求解。在此基础上研制了裂缝内压力分布模拟软件,可准确预测和模拟裂缝内压力分布、裂缝闭合压力和裂缝导流能力的动态变化,用于指导并修正压裂设计及施工材料、施工参数的选取。     

大型气井压裂优化设计与实践

应用典型曲线方法,对大庆油田的升气1-1井大型水力压裂的裂缝参数进行了优选,并以此为基础来选择压裂材料,并进行方案设计,通过现场施工,取得了很好的效果。     

地应力与油层改造方案

从理论上系统地探讨了地应力与油层改造方案的关系,提出用地应力指导油层改造方案的技术原理、技术原则和方法,指出水力裂缝的形态取决于地应力的大小和方向;施工泵压将随最小水平主应力的增大而增大,并对支撑剂的强度及导流能力等的要求也越高;地应力大小影响压裂液性能的选择;施工排量与最小主应力呈正比关系。详细分析了隔层、射孔段的应力差对裂缝高度、增产效果及施工规模的影响,对提高油层改造的技术水平有重要指导意义。     

压裂液性能对压裂效果的影响分析

本文把对压裂效果影响的压裂液性能分为影响造缝作用和影响储层及填砂裂缝渗透率的压裂液性能,重点针对水基体系讨论了压裂液粘度、滤失造壁性、摩阻性、配伍性以及破胶水化液等性能对压裂处理效果的影响,并提出了相应的控制方法．     

基于ANSYS软件的降低破裂压力机理模拟

针对深井压裂施工时各种降低破裂压裂方法的技术特点,基于ANSYS有限元软件,建立了裸眼完井和套管射孔完井两种应力计算模型,对压裂施工中井筒附近岩石应力变化进行了模拟计算,分析了不同深度的储层、不同岩石物性的储层及深穿透射孔和酸化预处理对储层的破裂压力的影响。结果表明,储层岩石力学性质中杨氏模量对破裂压力的影响较大,表现为随杨氏模量的增加,岩石破裂压力增加,而岩石的泊松比变化对破裂压力影响较小;酸化预处理可以降低岩石的杨氏模量;射孔深度不同,对降低破裂压力的作用随孔深的增加而减弱。在应用中应该根据情况选择优化孔眼长度。     

天然裂缝开启前后的煤层压裂液滤失计算

建立了天然裂缝开启前、后的煤层压裂液滤失数学模型，给出了模型的解析解，并进行了计算分析，对于煤层压裂设计分析具有一定的实用意义。     

大庆高台子油层闭合酸化技术

闭合酸化技术是碳酸盐岩酸化压裂后,对人工裂缝进行再改造的补救性措施,通过解除对裂缝造成的伤害,提高裂缝的导流能力,增大扫油效率,提高油井产量。针对大庆西部高台子复杂岩性地层的特征及水力支撑压裂情况,进行了措施方案分析,扩大了常规闭合酸化技术的应用范围,提出了在水力支撑裂缝中进行酸化解堵的新观点,研究了适应该地层的压裂液配方和酸化解堵剂,现场进行2口井试验,闭合酸化效果较水力压裂效果明显,产量平均增加50%以上     

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。     

油基压裂工艺在青海七个泉油田的应用

通过对青海七个泉低压、低孔、低渗、强水敏难采油藏储层及砂体特点以及对压裂工艺要求的研究,提出了压裂工艺选井原则,筛选出合适的支撑剂,研制出适应油藏特点的低成本油基压裂液体系配方,优化了油田整体压裂裂缝参数及现场施工参数,形成从选井到措施评估为一体的油基压裂工艺。通过近3年的研究与推广应用,共进行了39井次油基压裂措施作业,措施成功率93%,有效率89.7%,措施平均有效期在600d以上,全油田累计增油4.9854×104t,取得了较好的增产效果和显著的经济效益,为类似油藏的开发提供了成功的经验。     

同步压裂时裂缝延伸规律

同步压裂是对两口或两口以上基本平行的水平井的对应井段同时进行压裂施工,以期获得更好的单井产量、提高采收率。以边界元方法中位移不连续法为基础,根据岩石断裂力学,结合裂缝转向机理建立一个平面二维模型,模拟研究两口井同步压裂时裂缝的延伸,对比相同条件下单井压裂时裂缝的延伸情况,讨论缝内净压力和缝间距对裂缝延伸路径的影响。研究表明:在相同的条件下,同步压裂比单井压裂更容易使裂缝发生偏转;同步压裂时裂缝相互吸引、靠近,单井压裂时裂缝相互排斥、远离;缝内净压力对裂缝偏转的影响大于缝间距。该研究为致密油以及页岩气实施同步压裂提供了理论依据与参考。     

裂缝监测技术在塔河油田的应用

塔里木盆地塔河油田奥陶系油藏80%以上的井直接完井后无自然产能或自然产能低,需要通过酸压改造沟通缝洞储集体后才能建产。但塔河油田储集体分布非均质性极强,且分布方向与地应力方向并不完全一致。酸压设计规模主要参考地震资料预测储集体离井筒的距离,通过地面检波器接收地层破裂时的微地震波信号来监测酸压裂缝方向、酸压裂缝长度、裂缝产状,改造地层现今主应力方向,为酸压改造效果评价,进一步优化酸压设计提供依据。现场实践证明,塔河油田酸压裂缝监测技术基本克服了井深的不利条件,成功监测了超深井大型酸化压裂时裂缝走向、裂缝长度及产状,基本满足了超深井储层改造监测要求。     

裂缝性气藏压裂液滤失模型的研究及应用

裂缝性气藏压裂与普通均质储集层压裂最主要的差别在于流体滤夫。建立了计算裂缝性气藏压裂液滤失的数学模型，采用正交变换法给出了模型的精确解，对比分析影响裂缝性气藏压裂液滤失系数的因素。在大量模拟计算的基础上．提出描述裂缝性气藏压裂液滤失速率的新关系式．求得的滤失速率比用经典的压裂液滤失计算模型求得的滤失速率大。图3表1参10     

识别水力裂缝参数的自动拟合模型和方法

为认识和了解地层、分析和评估压裂施工质量,分别考虑裂缝导流能力随生产过程变化和不变化的情形,提出了以生产过程中实测的产量或井底压力为拟合目标,识别水力裂缝参数的生产历史自动拟合模型和方法,用逐步二次规划法进行了数值求解。最后通过文献对比和实例计算说明模型和方法的可靠性和适用性     

大斜度井压裂工艺研究

大斜度井在压裂增产过程中与直井的差异较大,主要由于井斜造成裂缝形态与直井不同,近井筒处出现裂缝弯曲、微裂缝、裂缝窄以及施工压力异常等现象,影响施工完成.研究分析了井斜对裂缝起裂、裂缝形态以及施工压力等因素的影响,找出大斜度井与直井的区别,并提出提高施工排量、加入支撑剂段塞、增大前置液量等工艺措施,经现场试验证明了其可行性.     

胶结型天然裂缝对水力压裂裂缝延伸规律的影响

为确定致密砂岩储集层中天然裂缝在水力压裂裂缝网络形成中的作用,采用渗流-应力-损伤耦合方法建立数值模型,并运用Monte-Carlo模拟方法,在数值模型中生成裂隙网络模型,研究天然裂缝方向、天然裂缝强度、水平主应力差、压裂液注入速率以及压裂液黏度对水力压裂裂缝延伸规律的影响。结果表明,天然裂缝与最大水平主应力夹角为30°~60°时,形成的水力压裂裂缝最为复杂。天然裂缝强度增大不利于分支裂缝和转向裂缝的产生,低水平主应力差条件下,天然裂缝展布方向主导水力压裂裂缝的延伸;在高水平主应力差条件下,应力主导裂缝网络的延伸;当水平主应力差为3.0~4.5 MPa时,水力压裂裂缝复杂程度最高,延伸范围最大。增大压裂液注入速率,会促进复杂水力压裂裂缝网络的形成;适当提高压裂液黏度,可以促进裂缝的扩展,但是当黏度过高时,裂缝仅在射孔周围有限范围内形成复杂裂缝网络。