不同粒径支撑剂组合比例对支撑剂回流及缝内分布影响研究

针对压裂施工后压裂液返排时裂缝内支撑剂的运动特性建立数学模型,模拟不同粒径支撑剂组合时裂缝内压裂液返排及支撑剂的回流过程,通过模拟计算掌握了不同粒径支撑剂组合比例对支撑剂回流量及支撑剂在裂缝内分布的影响规律。研究结果表明随中粒径支撑剂所占比例增加,支撑剂回流量逐渐增加,但裂缝内支撑剂分布状况逐渐变好,综合考虑支撑剂回流量及裂缝内分布状况,中粒径支撑剂在大、中、小三种粒径支撑剂组合中比例不应低于1：10：1。     

压裂液返排速度对支撑剂回流量及其在裂缝内分布的影响

根据压裂过程中压裂液返排时裂缝内支撑剂的运动特性建立了数学模型,模拟了裂缝内压裂液返排及支撑剂的回流过程,通过模拟计算发现压裂液的返排速度对支撑剂的回流量及支撑剂在裂缝内的分布影响很大.随着压裂液返排速度的增大,支撑剂的回流量逐渐增加,但增加的幅度逐渐变缓;支撑剂在裂缝内的分布状况则随着压裂液返排速度的增大而逐渐变好.计算结果表明,为了获得较好的支撑剂缝内分布,在施工条件许可的范围内应尽量提高压裂液的返排速度,既可改善支撑剂在裂缝内的分布,又减少了压裂液对地层的伤害.     

树脂砂控制支撑剂回流影响因素研究

为了提高树脂砂控制支撑剂回流的有效率，开展了树脂砂控制支撑剂回流研究。室内实验包括树脂砂回流影响因素、树脂砂回流实验和树脂砂导流能力实验。其中树脂砂回流影响因素涉及到树脂砂固化动力学、流体与树脂砂的配伍性、施工条件和地层条件以及油气井日常作业引起的应力循环对树脂砂性能的影响。影响因素实验结果表明，树脂砂在固化2．5h时其抗压强度即可达到1．3MPa，可满足1MPa的控制支撑剂回流的要求。树脂砂抗压强度随着流体pH值的增加而增大，同时随着树脂损失率的增大而减小，树脂砂抗压强度和树脂损失率之间有良好的关联性；压裂液类型对树脂砂的性能有一定的影响；随着地层水矿化度的增加，抗压强度逐渐减小，但变化幅度不大。泵注时的剪切作用可使树脂砂抗压强度减小，树脂损失率增加。树脂砂强度随着固化温度和固化应力的增加而增大，随应力循环次数的增加而降低。在单应力和多应力回流测试中，树脂砂均未出现回流现象。与不固化时相比，固化状态下的树脂砂导流能力在高应力下有较大的提高，对井产能的影响比较小。现场试验表明，通过采用强碱性携砂液、优化泵注参数、增强树脂砂性能和减小油气井作业引起的井底压力的变化幅度和次数，可提高树脂砂防砂的成功率。     

支撑剂回流室内研究

当前的支撑剂回流的研究主要是以物理模型实验为主，围绕缝宽、闭合应力、流速三个主要参数进行室内实验基础上的定性分析和为数不多的定量分析。系统分析了影响支撑剂回流的诸多因素中四个较为重要的参数，介绍了当前国外研究支撑剂回流的三套实验装置的原理、方法，并提出了建议。     

支撑剂回流室内实验研究现状及发展

当前支撑剂回流的研究主要是以物理模型实验为主，围绕缝宽、闭合应力、流速三个主要参数进行室内实验基础上的定性分析和为数不多的定量分析。系统阐述了影响支撑剂回流的诸多因素中4个较为重要的参数，概括介绍了当前国外研究支撑剂回流的三套实验装置的原理、方法，为深入研究支撑剂回流提供参考。     

压裂液返排过程中支撑剂回流规律研究

油井压裂结束后,均有压裂后返排过程。返排过程中支撑剂回流是评价压裂效果的重要因素,因此有必要对其进行研究。考虑压裂返排过程中缝宽的动态变化,根据质量守恒定律和伯努利方程,考虑返排过程压裂液的滤失,得到缝内任意垂直截面的流速计算模型;对回流过程中支撑剂进行力学分析,得到支撑剂发生回流的临界条件,进而提出控制支撑剂回流的合理返排方案。根据建立的支撑剂返排模型,对吉林油田嫩平1井进行压裂液返排设计,制定出合理的控制支撑剂回流的返排施工方案。     

气田防支撑剂回流压裂液快速返排的研究

苏里格气田属于典型的"三低"气田,决定了自然投产后单井产量总体偏低。理论和实践都证明通过适度规模的压裂改造,可以显著提高开采效果。由于压裂井均有一个压后排液的过程,排液速度过快或不控制放喷均会造成支撑剂回流,从而影响储层压裂改造的效果。因此,掌握压裂后防支撑剂回流压裂液快速返排技术是提高改造效果的重要环节。     

支撑剂回流室内研究

当前的支撑剂回流的研究主要是以物理模型实验为主,围绕缝宽、闭合应力、流速三个主要参数进行室内实验基础上的定性分析和为数不多的定量分析。系统分析了影响支撑剂回流的诸多因素中四个较为重要的参数,介绍了当前国外研究支撑剂回流的三套实验装置的原理、方法,并提出了建议。     

支撑剂回流控制技术研究与应用

针对中原油田油气井压裂后支撑剂回流的问题,分析出了影响支撑剂回流的主要因素有液体黏度、排液速度、毛细管力和水锁效应、顶替量、裂缝闭合程度、作业程序等。针对支撑剂回流的原因,研究并采用了分段破胶技术、压裂后处理技术、裂缝强制闭合、高表面活性剂技术、尾追树脂包衣支撑剂、排液程序优化等工艺技术,以阻止支撑剂回流的发生。应用支撑剂回流控制技术分别在油田所属天然气产销厂、采油一厂、采油四厂现场试验及推广应用12井次。其压裂井段为2917．8～3516．0m,共87个小层,厚度170．6m。施工累计用液为3017．6m^3;加砂373．3m^3,平均砂比为26．9％;施工破裂压力为40．9-79．8MPa,排量为3．6-6．0m^3／min,施工工艺成功率为100％。压前日均产油为7．6t,压后日均产油为22．9t,平均增油为15．3t,已累计增产原油为6063t。压前日均产天然气为5．9×10^4m^3;压后日均产天然气为17×10^4m^3,平均日增天然气为11 ．1×10^4m^3,已累计增产天然气为4143×10^4m^3。     

苏里格气田防支撑剂回流压裂液快速返排技术研究

苏里格气田属于典型的“三低”气田,自然投产后单井产量总体偏低。理论和实践都证明,通过适度规模的压裂改造,可以显著提高开采效果。由于压裂井均有一个压后排液过程,排液速度过快或不控制放喷均会造成支撑剂回流。为此,要在不同的排液阶段选择合适的油嘴,并根据地层条件优化压裂施工顶替液量,同时,应用纤维加砂压裂技术,提高压裂改造效果。     

支撑剂回流控制技术的新发展

水力加砂压裂已成为油气田增产的一种重要措施，但是压后支撑剂的回流给生产带来了严重影响，带到地面的支撑剂可能损坏地面测试设备，增加作业费用，降低水力压裂作业的改造效果。经过几十年的努力，在控制支撑剂回流方面已取得了突破性的进步。现在国内外控制支撑剂回流的新技术主要有树脂包层支撑剂（RCP）防砂技术、纤维防砂技术、热塑性薄膜（TFS）防砂技术和可变形支撑剂（DIP）防砂技术，这些技术在国内的应用还比较少。文章简要介绍了这４种防砂技术的技术特点、防砂原理、使用条件和施工工艺等方面。现场试验证明，这些防砂新技术都可以在一定程度上减少或消除支撑剂的回流，减少作业费用，提高油气井产量，增加油气田的经济效益。     

纤维控制压裂支撑剂回流实验研究

支撑剂回流现象在一些闭合应力低、结构疏松、微裂缝发育的砂岩层段及高压气藏时有发生。纤维控制支撑剂回流技术具有工艺简单,压后快速返排的特点。室内研究表明,在目前常用的压裂液、支撑剂体系下,适用于压裂改造控制支撑剂回流的纤维种类为聚丙烯类纤维,在液相、固相中分散性好,适用纤维长度为8～12mm,纤维浓度为0.8%～1.0%,纤维压裂液体系静态悬砂半衰期可达72h,加入纤维后的支撑剂充填层临界出砂流速可提高10倍以上,对裂缝导流能力和渗透率影响较大,但与储层基质渗透率相比仍然较大,不会影响压裂改造后的产量。     

控制水力压裂支撑剂返排的玻璃短切纤维增强技术

介绍了用玻璃短切纤维增强技术(FRP)控制水力压裂支撑剂返排的作用机理,建立了介质塑性滑移机制的细观力学模型,对玻璃短切纤维的性能进行了测试,并对适用于控制支撑剂返排的玻璃短切纤维最佳参数进行了试验评价。     

压裂液破胶效果对支撑剂回流影响的实验研究

川西浅层蓬莱镇组气藏地层温度低,容易出现压裂液破胶不彻底的情况,压后排液时常常导致支撑剂的回流返吐。研究压裂液破胶效果对支撑剂回流的影响规律,确定一个合适的破胶液粘度,对于压裂液配方优化调整具有重要的现实意义。文章对压裂液破胶效果与支撑剂回流返吐的影响关系作了详细的实验评价,证实破胶液粘度的临界点为10mPa.s,破胶液粘度低于10mPa.s时基本上不会对支撑剂回流产生影响。     

松辽盆地北部中浅层压裂返排液示踪监测技术

准确监测压裂液返排率和压裂改造后地层的产液状况,是得到压裂后油井实际产能的关键技术.研究了地层水和压裂液组分差异,优选出地层水微量物质溴离子和碘离子,将2种离子作为定性判别地层水存在的指标;探讨了在压裂液中定量加入硫氰酸钠示踪剂,用硫氰酸钠作为定量区分压裂液与地层水的指标;根据示踪监测结果,计算了压裂液返排量和返排率.在松辽盆地北部中浅层3口探井应用该技术,获得了比常规试油试采更为准确的压裂液返排率和压裂改造后地层产液的油水比,解决了压裂返排液地层水与压裂液定性、定量判别难题.     

压裂液在地层裂缝中悬砂特性的模拟试验研究

应用高速摄像技术和计算机图形分析技术,研究了不同粘性非牛顿流体压裂液流动过程中支撑剂颗粒在矩形裂缝中的沉降轨迹和沉降速度,从理论上分析了压裂液的水平流动如何影响颗粒的沉降速度。实验结果和理论分析都表明,颗粒的沉降速度随压裂液水平流速的增大而增大;颗粒在裂缝中流动过程的沉降速度是颗粒静止沉降速度的数倍至数十倍,因而压裂液在裂缝中悬砂特性的评估和压裂工艺的设计,不能简单地以颗粒的静止沉降速度为依据,而应以实际沉降速度为依据。     

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。     

支撑剂在清洁压裂液中的沉降规律

清洁压裂液中支撑剂的运移和铺置对压裂效果有重要影响,目前对这方面基于理论研究和矿场试验的较多,而室内实验研究较少。利用透明平行板裂缝充填模拟装置,对4个影响支撑剂沉降规律的因素进行了研究。结果表明:黏度越大,沉降速度越小;压裂液携砂性能随排量的增加、支撑剂密度的减小呈线性规律增长;砂液比对沉降速度影响较小;其中3个主因素对压裂液携砂能力的影响程度从大到小依次为清洁压裂液黏度、支撑剂密度和砂液比。认清支撑剂沉降规律可进一步提高压裂井施工参数的合理性。     

牛东火山岩储层压裂技术研究与应用

近年来,随着火山岩勘探开发取得突破性进展,火山岩储层压裂改造已成为目前的研究热点之一.吐哈三塘湖盆地牛东区块卡拉岗组火山岩储层具有基质物性差、天然裂缝发育、温度压力低、水敏性强等特点,压裂施工时容易发生高滤失及砂堵等现象.通过室内研究和现场实验,形成了采用大排量、多段砂塞、低温低伤害压裂液技术相结合的压裂技术,该技术可以有效控制缝高、缝宽,能达到造长缝并有效沟通裂缝和孔洞的目的.现场实施压裂56井次,施工成功率85.7%,压裂有效率80%,平均单井日增油18.1 t.