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。     

酸化预处理降低地层破裂压力技术研究及应用

目前所钻的井越来越深，地层破裂压力越来越高，施工难度越来越大，在现有地面施工设备条件下，如何降低地层破裂压力显得尤为重要。通过室内实验模拟了酸化预处理技术降低地层破裂压力的机理，并从微观角度分析了岩心注酸前后力学结构的变化情况，且根据注酸前后测得的岩心力学参数值，定量计算了不同酸液及酸量降低地层破裂压力的程度。ZJ—X井现场成功应用说明，酸化预处理技术可以有效降低地层破裂压力。     

酸化过程降低破裂压力微观机理分析

破裂压力是水力压裂设计的关键参数，而酸化预处理是降低破裂压力的措施之一。由于岩石的矿物成分、物理性质、岩石强度以及孔隙结构等对破裂压力都有一定的影响，因此通过观察酸化过程岩石的微观特征变化来研究其降低破裂压力显得非常重要。文章通过砂岩与土酸等强酸反应前后的镜下、全岩、薄片等一系列实验观察，分析了注酸引起岩石矿物组成及微结构改变，从而改变岩石力学参数降低了岩石的破裂压力的机理。     

酸化预处理降低地层破裂压力技术研究及应用

目前所钻的井越来越深,地层破裂压力越来越高,施工难度越来越大,在现有地面施工设备条件下,如何降低地层破裂压力显得尤为重要。通过室内实验模拟了酸化顸处理技术降低地层破裂压力的机理,并从微观角度分析了岩心注酸前后力学结构的变化情况,且根据注酸前后测得的岩心力学参数值,定量计算了不同酸液及酸量降低地层破裂压力的程度。ZJ-X井现场成功应用说明,酸化预处理技术可以有效降低地层破裂压力。     

酸处理降低破裂压力的研究与现场应用

储层改造是致密砂岩气藏获得商业气流的重要手段,一些致密砂岩储层中,有些井由于储层地质原因、钻井液污染、射孔密度等因素使得地层破裂压力异常较高,压开难度大,施工压力高,导致施工失败,如何降低破裂压力成了人们关注的焦点,酸化预处理是降低破裂压力的措施之一。文章以砂岩为研究对象,通过实验模拟酸对岩石力学参数的改变,以及酸化预处理技术在现场成功应用来充分证明了酸处理降低储层破裂压裂的可行性。     

酸损伤射孔井储集层破裂压力预测模型

酸损伤是解决深层、致密、低渗透砂岩油气藏储集层改造(压裂或者酸化压裂等)过程中高破裂压力难题的有效措施之一.结合损伤力学、断裂力学和有限元基本理论,建立了酸损伤射孔井储集层破裂压力的定量预测模型,模型综合考虑了岩石矿物组成、酸类型、酸用量、温度等对破裂压力的影响.利用所建模型对川西酸损伤射孔井DY1井储集层的损伤变量和...     

考虑渗滤效应的压裂裸眼井破裂压力预测模型

准确预测破裂压力是压裂酸化顺利实施的关键,渗滤效应是影响破裂压力的重要因素,但目前压裂井的破裂压力预测模型很少考虑渗滤、注入排量以及液体黏度等影响因素。岩石作为一种渗透性的多孔介质,压裂液在注液过程中会向井筒周围岩石渗滤,产生附加应力导致井筒周围应力发生改变从而对破裂压力产生影响。基于岩石力学、弹性力学、渗流力学理论,应用最大拉应力准则,建立了考虑渗滤效应的破裂压力预测模型;并采用连续增量迭代法计算了这一动边界数学问题。通过与破裂压力实验以及经典的Hubbert等模型对比,验证了该模型的可靠性与合理性。应用该模型分析了渗滤效应对裸眼井破裂压力的影响规律。计算结果表明:随着岩石渗透率、注入排量和井眼尺寸增加,压裂液更容易向地层岩石渗滤,导致孔隙流体压力增加,破裂压力明显减小;而随着压裂液黏度和压裂液压缩性增加,压裂液不容易向岩石渗滤,此时压裂液的渗滤对破裂压力的影响不大。笔者建立的模型克服了Hubbert等模型不能考虑渗滤效应对储层破裂压力影响的缺陷,有效解释了渗滤效应降低储层破裂压力的机理。     

水力压裂机理及破裂压力的探讨

正确估算岩石破裂压力及裂缝延伸压力,是压裂酸化工艺设计中,确定施工规模、预测施工效果的一个重要参数。为此,成都地质学院和四川石油管理局井下作业处井下工艺研究所,从1978年9月至1979年10月,通过模拟试验及现场资料的分析对比,对破裂压力机理进行了研究。     

钻井液密度窗口随钻预测理论及其工程应用

将岩石力学方法与地震勘探理论相结合,通过考察地震记录、岩石物理参数与孔隙压力之间的定量关系,建立了利用地震数据直接反演孔隙压力的模型。根据岩石力学参数地质统计特性,实钻过程中充分利用录井、钻井等实时信息,通过随机反演方法随钻预测钻头前方待钻地层的孔隙压力。依据孔隙压力反演结果进一步求取地应力、岩石强度、坍塌压力与破裂压力,通过对预测参数的综合分析,最终实现对待钻井段的安全钻井液密度窗口进行随钻预测。该方法在川东北HB探区的2口深探井进行了工程应用,现场应用情况表明该方法预测精度较高、实时操作简捷、计算过程稳定,具备良好的随钻适用性。     

岩石力学参数试验与地层破裂压力预测研究

通过对塔里木盆地群库恰克地区4口井中的7个地层100块岩心进行岩石力学参数试验和声波试验,获得了该地区岩石的弹性模量、泊松比、纵横波时差等一系列岩石静态力学参数。对试验结果进行了分析研究,得到了岩石纵横波时差关系拟合模型。结合测井资料所得到的岩石动态力学参数,回归出了群库恰克地区岩石的动静态力学参数模型,为预测群库恰克地区地层破裂压力提供了准确的岩石力学参数。在建立群库恰克地区地层破裂压力预测模型过程中,基于岩石的破裂机理,提出了一种地层破裂压力预测的新模型,该新模型已用于群库恰克地区地层破裂压力预测,为合理确定钻井液密度提供了理论依据。     

水敏损害定量预测方法研究

针对低渗和特低渗储层存在的水敏损害问题,利用多元统计方法确定了影响水敏损害的主要因素,并建立了储层水敏性损害定量预测的数学模型。该模型对低渗、特低渗储层水敏损害程度的预测结果与室内试验结果具有很好的符合率,其预测符合率达到85%以上。     

基于风险矩阵和支持向量机的套管寿命预测

普通预测方法无法有效预测套管寿命,为此,建立了套管寿命预测模型。该模型基于支持向量机方法建立,通过对32个套管失效因素的影响等级及相应因素发生概率等级的定量分析,求得各因素对于套管失效影响的风险矩阵,并确定了油气井套管8种失效形式的危险性能指标。对60口非训练样本的套损井寿命进行预测,通过寿命预测值与现场实际寿命值的对比分析表明,该套管寿命预测方法对中长寿命油气井套管具有较高的预测精度。     

大庆油田葡北X断块套管损坏预测方法及矿场试验

对区域地应力场进行了数值模拟,根据套管载荷理论,提出了基于交叉偶极声波测井、方位井径测井等多种测试资料及地质动、静态信息的套管损坏危险性分析方法,制订了经济、适用的预测流程,建立了非均匀载荷下套管挤毁标准,形成了量化的、操作性强的矿场套管损坏预测技术.在大庆油田葡北X断块两个套管损坏危险区域进行了现场试验,在纵向上给出12口井部分深度段套管损坏高危险等级警报,根据预测结果及时调整了开发方案,使得该区块的套管损坏发展状况得到有效控制.     

储层构造裂缝定量预测中地质数学模型的建立与应用研究

储层裂缝的空间分布和裂缝表征参数的定量研究是石油地质学前沿问题,人们常用三维有限元数值模拟技术进行构造裂缝的定量预测[1],确定储层裂缝的组系、方位和密度,弄清储层裂缝的三维分布。以辽河欢喜岭地区为实例进行了中生界古构造研究与恢复,反演了古区域应力场,建立了三维地质模型与相应的应力场计算模型,从构造力学和应力场的角度进行了该区中生界火山岩储层的裂缝预测。     

准噶尔盆地砂砾岩储层压裂液损害及保护措施

针对准噶尔盆地玛湖凹陷区上乌尔禾组砾岩储集层压裂开采过程中储层损害等问题,在分析准噶尔盆地砂砾岩上乌尔禾组玛湖1井区储集层基本特征的基础上,开展了压裂液破胶液与地层水流体配伍性及固相颗粒堵塞评价、储层敏感性评价、毛细管自吸及黏土矿物水化膨胀评价实验,分析了储层损害的主要因素;对防膨抑制剂,仿生双疏压裂液助排剂进行了优选;此外,还建立了储层敏感性损害智能化定量预测技术。研究结果表明,准噶尔盆地砂砾岩上乌尔禾组玛湖1井区储层损害主要因素是蒙脱石吸水膨胀损害、强毛细管自吸损害、固相颗粒堵塞损害、水敏和弱酸敏性损害。优选出的4%聚醚胺抑制剂膨胀量在1.28 mm,2%仿生双疏助排剂的助排效率在88.54%以上; 2%聚醚胺和2%双疏压裂液体系的岩心自吸量为1.38 mL,膨胀量为1.42 mm,返排率达到86.2%;建立的储层敏感性损害智能化定量预测技术的预测精度在85%以上,形成了一套适合准噶尔盆地玛湖砾岩储集层保护体系。      

水锁损害定量预测研究

通过分析确定了影响低渗特低渗砂岩储层水锁损害的主要因素为岩心渗透率、岩心孔隙度和储层孔喉半径。在室内实验数据的基础上，先采取判别分析的方法对预测样本的水锁损害程度进行分类预测，然后再利用逐步回归方法对每一类的样本进行定量预测，建立水锁损害定量预测模型。利用判别分析方法建立的水锁损害类型预测模型，经过大庆、吐哈、江苏及二连油田28个样本的检验，其对水锁损害类型的判断准确率在85％以上。在判别分析基础上，利用回归分析方法建立的水锁损害定量预测模型，通过大庆油田7个样本的检验，预测误差均小于10％，平均误差为2．27％，预测模型达到了快速准确预测的目的。     

CB油田储层伤害预测方法及应用研究

为了解决CB油田油井非能量供给造成液量下降的问题,以油井实际生产动、静态资料为基础,利用油层物理实验方法,从储层水敏、速敏、应力敏感以及蜡晶沉降堵塞等角度,建立了储层伤害定量预测模型;同时引入伤害指数,建立了基于油井生产动态的储层伤害综合评价方法,将该方法与储层伤害机理相结合,可以有效确定油井储层伤害的类型及伤害程度。该方法在CB油田得到成功应用,说明该方法对于确定储层伤害类型、伤害程度以及油井合理生产参数具有重要意义。     

基于ARIMA模型的钻井作业风险预测

钻井作业存在着大量不确定性,具有高投入、高风险的特点,目前尚无针对钻井作业风险概率预测的定量模型。为此,提出ARIMA模型定量预测钻井作业现场未来发生风险概率的方法。以龙岗M井记录的钻井作业现场的风险概率作为时间序列的样本值,提取统计特征,利用SAS软件进行ADF检验、纯随机性检验;并根据ACF和PACF图,结合AIC,SBC准则、标准误差等建立了最终的ARIMA（2,1,3）模型,其拟合误差为4.477 4%. 预测结果表明,该模型对深层碳酸盐岩裂缝性油藏的钻井风险预测效果较好,而且短期预测效果好于长期预测效果。     

长关油井再利用潜力预测

在油田高含水开发后期，为了实现对部分具有开发潜力而又闲置的长关油井的再利用，综合考虑经济效益及开发条件两方面因素，建立了长关油井再利用综合潜力预测模型及应用原则。再利用综合潜力预测模型包括：①运用盈亏平衡原理建立的经济潜力预测模型，利用该模型可以计算油井在不同时期的关井经济界限，从而准确判断长关油井是否具有再利用的经济潜力；②运用模糊数学理论建立的再开发潜力评价模型，利用该模型可计算出长关油井的再开发潜力指数，实现对长关油井再开发潜力的定量评价。利用建立的综合潜力预测模型及模型应用原则对P油田287口长关油井的再利用潜力进行了综合预测，并优选出10口长关油井于2006年进行了再生产，平均单井日产油2．15t，年投入产出比达到1：5，取得了较好的经济效益。图2表6参15     

任丘潜山油藏裂缝预测及剩余油分布研究

根据野外地质模拟调查和油藏动态、静态资料分析,建立了任丘中元古界潜山油藏构造模型。在此基础上,应用有限元法,对任丘潜山古构造应力场和现今构造应力场进行了数值模拟,对潜山裂缝分布作了定量预测,并通过大量的动态资料分析,证实了裂缝预测结果是较为可靠的。此外还预测了受裂缝控制的有利剩余油分布区,对进一步的油气开发提出了井位部署建议。