一种页岩气井压后评估的远井可压指数评价方法

页岩储层地质特征复杂、区域差异性明显,为取得较好的压裂改造效果,压前评价和压后评估均是必不可少的工作。对于页岩气井的压后评估工作,产能测试是压裂改造效果最为直观的表征手段之一,但是由于单井开发成本和经济性的要求,开展此项工作的页岩气井极为有限。因此,为了量化、便捷并准确的评价压裂效果和压裂施工措施适应性,在蒋廷学等提出的运用各压裂段的施工液量、砂量建立远井可压指数模型基础上,进一步对模型中参数的选取和计算方法进行改进,提升远井可压模型的准确率。通过实例验证,改进后的远井可压指数模型所计算得到的各段的可压指数可与产能测试结果符合率达80%以上,为压裂方案的制定和优化提供理论指导。     

新型疏水缔合聚合物压裂液破胶性能研究

性能良好的压裂液不仅要求具有良好的流变性能和悬砂性能等,还必须具有良好的破胶水化性能,以提高压裂液的返排率,减少对储层的伤害。该研究以过硫酸铵(APS)作为破胶剂,探讨了疏水缔合聚合物压裂液(SRFG)破胶液粘度随破胶温度、破胶时间和破胶剂浓度的变化规律;研究了破胶液的表面张力随破胶温度和破胶剂浓度的变化规律;最后比较了三种不同聚合物压裂液的破胶性能。结果表明:单一使用过硫酸铵,保持其浓度0.05%和破胶时间0.5~2h不变,SRFG压裂液最低破胶温度为60℃;随着过硫酸铵浓度和破胶温度增加,破胶变得更加彻底,更有利于降低破胶液表面张力;SRFG压裂液与市售A和B聚合物压裂液的破胶性能相当,SRFG压裂液返排效果优于A、B聚合物压裂液。     

深层页岩气水平井多尺度裂缝压裂技术

深层页岩气（埋深3 500.00 m以深）资源量丰富,但存在压裂施工压力高、加砂困难和压裂后产量低等问题,尚未实现商业化开发。为此,通过模拟地层条件的三轴应力-应变试验分析了深层页岩的变形特征,发现深层页岩具有较强的非线性变形特征,导致深层页岩压裂后平均裂缝尺度偏小;在此基础上,总结深层页岩气井的压裂经验,提出了深层页岩气水平井多尺度裂缝压裂技术:采用酸预处理或中途注酸、粉砂段塞打磨等技术降低施工压力,利用大阶梯变排量、变黏度多级交替泵注模式实现对多尺度裂缝的改造,增加小粒径支撑剂比例实现对多尺度裂缝的长效支撑。该技术在川东南某井进行了现场试验,压裂效果明显改善。这表明深层页岩气水平井进行多尺度裂缝压裂具有可行性,并能提高深层页岩气井的压裂效果。      

页岩气水平井分段压裂优化设计新方法

针对页岩气水平井分段压裂形成的复杂性裂缝量化表征困难、压裂优化设计方法不成熟的问题,对已有裂缝复杂性指数表征方法做了进一步深化,考虑各分支裂缝沿主水力裂缝方向的分布密度及其相互间渗流干扰波及面积,提出了新的裂缝复杂性指数表达式,使其不仅仅是一个范围,而是一个具体数值。围绕最大限度提高裂缝复杂性指数的压裂优化设计目标,从配套施工参数的优化与控制、最终预期产量的预测等方面入手,给出了针对水平层理缝/纹理缝发育储层、高角度天然裂缝发育储层的压裂优化设计方法及流程,并提出了天然裂缝分布密度及延伸缝长的定量描述方法。该压裂优化设计新方法在涪陵焦石坝某井进行了试验,其无阻流量比邻井约高26%,证明该新方法能有效提高页岩气水平井分段压裂的效果,对页岩气的经济有效开发具有重要意义。     

深层页岩裂缝形态影响因素

我国深层页岩气资源量丰富,但深井压裂施工压力高、加砂难度大、压后效果不理想,如何利用水力压裂措施形成有效的裂缝系统仍是亟待解决的难题。鉴于此,基于室内实验及微地震监测数据,应用Meyer软件离散裂缝网络模型模拟川东南某深层页岩气区块裂缝扩展规律（模拟精度可达85%以上）。通过正交设计及方差分析明确了压裂液黏度是影响深层页岩压裂裂缝形态中缝宽和SRV的主控因素,并将裂缝扩展分为前1/5~1/4时间段内的快速生成期和之后的缓慢增长期2个阶段。提出了目标区块深层页岩气井"大排量适度规模现场精细调控、变黏度混合压裂液充分造缝、小粒径低砂比连续加砂有效支撑"的技术思路,确定了单井液量、砂量、排量等最优参数范围。指导了一口3 900 m深水平井的压裂施工,综合砂液比为3.51%,单段最高砂量为80.6 m₃,压后获得了11.4万m₃的测试产量。该研究为类似深层页岩气井压裂设计提供了依据。     

活性水携砂指进压裂的优化设计方法

针对以往常规加砂方式的局限性,提出了活性水携砂指进压裂技术,该技术利用活性水与交联冻胶黏度差异形成的“黏滞指进”效应,在正式加砂的前期采用活性水携砂,活性水携带的支撑剂会不同程度地悬浮在裂缝内的冻胶中而不沉降在缝底,既可降低对储层的伤害和压裂成本,又能获得理想的裂缝支撑剖面。长庆油田的A井和B井采用活性水携砂指进压裂技术进行了压裂施工并获得成功,与采用常规压裂技术的邻井相比,在物性变差的不利因素下,压后储层改造效果却相对较高。该压裂技术将会为长庆油田提高类似特低渗透油气田的压裂改造效果及稳产期,提供坚实的技术基础。      

页岩可压性指数评价新方法及应用

脆性指数是评价页岩可压性的基础,国外的脆性指数研究只局限于近井筒参数。为了更全面地表征页岩的可压性,以压裂施工参数为基础,从能量的角度提出了一种新的页岩脆性指数综合评价方法,并建立了地质参数与工程参数有机结合的可压性指数综合模型;同时应用归一化方法,建立了利用等效支撑剂量与等效压裂液量的比值表征可压性指数的新模型。实例计算表明,采用该方法计算的脆性指数及可压性指数与压后产气效果关联度较强,能够准确反映裂缝的延伸性,其值大小可作为优选压裂段簇位置的依据,并具有较高的可信度和现场实用性。建议在现场推广应用,以促进国内页岩气的勘探开发效果及水平。      

压裂方案经济优化的智能专家系统研究

初步研究并建立了压裂方案经济优化的智能专家系统,其核心是遗传算法在压裂方案经济优选中的应用.该算法的突出特点是采用随机生成的方法,先形成几十个甚至几百个待选压裂方案(每个压裂方案包含的各种设计参数各不相同),然后,综合应用杂交和变异两种方法对诸压裂方案包括的诸多设计参数进行系统优化,经过多代遗传和变异后,最终可形成按经济净现值大小排序的压裂方案系列,从中可优选出最佳方案.此外,在智能专家系统中考虑到油价和利率在特定范围内的随机波动,因而是一个符合实际的理想模型.经现场压裂施工验证,取得了比常规压裂优化方法更为满意的效果.     

裂缝强制闭合条件下的压降分析新模型

以物质平衡原理和相关分析模型为基础,对PKN和KGD两种裂缝模型建立了裂缝强制闭合条件下的压力降落解释模型.与以往模型相比,该模型既能考虑压裂后立即放喷对裂缝参数解释的影响,又能考虑停泵后裂缝继续延伸的情况,尚可考虑停泵后新延伸裂缝的滤失量及初滤失量.该模型也同样适用裂缝自然闭合的情况.模拟结果表明,当进行裂缝强制闭合时,以往模型解释的滤失系数比实际值偏大,而该模型可获得真实的滤失系数及其他油藏参数和裂缝参数.经矿场实例验证,本模型的计算结果稳定可靠,可用于实际分析.     

压裂优化设计的一些实用分析方法

从压裂优化设计的选井选层、设计原则、参数确定、工艺参数优选、设计软件选用、现场质量控制以及压后配套油藏管理等方面，进行了系统的论述。文中从实用角度出发，突出了现场常规资料的有效利用，这对现场压裂设计具有一定的参考价值。