页岩储层水力压裂优化设计

含气页岩由间隙气和吸附气组成,水力压裂是提高这类储层有效动用的唯一手段.本文在分析研究页岩储层特征的基础上,对适合于页岩的水力压裂模型和工艺参数优化进行了分析研究.页岩储层天然裂缝和层理发育,储层流体主要是在层理及天然裂缝系统中进行,针对砂泥岩地层的水力压裂数值模型(包括全三维模型)不适用于页岩储层水力压裂分析.DFN离散裂缝压裂模型是基于连续均匀介质和多孔不连续非均匀介质力学理论的3D压裂数值模型,可用于模拟页岩和煤岩水力压裂中多裂缝、非对称缝和不连续缝,也可用于天然裂缝和断层发育地层中的不连续缝的模拟.在压裂工艺方面,对射孔方式、压裂液、支撑剂等进行了优选.研究结果也可用于裂缝性砂岩储层改造.     

地层产生体积压裂缝网的条件分析

自然产能特别低的油气藏,渗透率往往也极低,采用直井很难实现经济有效开采,通常采用水平井加多级压裂的方式进行开采。水平井增大了油气井与储层的接触面积,多级压裂增大了储层的改造体积,进而提高了油气井的产能。多级压裂可以是分段单缝压裂,也可以是体积缝网压裂(即体积压裂)。体积缝网压裂在地层中产生纵横交错的裂缝网络,对地层的改造程度远高于分段单缝压裂。为了提高压裂效果,文中研究了产生分段单缝压裂和体积缝网压裂的地质条件和施工条件。研究认为:只有物性极差的微观非均质地层才会实现体积缝网压裂,均质地层和宏观非均质地层只会实现分段单缝压裂,只有当井底压力同时高于主裂缝和分支裂缝的破裂压力时,才会实现体积缝网压裂;为了实现体积缝网压裂,需要提高压裂泵组的功率,采用低黏压裂液和大排量泵入技术;微观非均质地层压出的裂缝都是蜿蜒曲折的,而均质地层和宏观非均质地层压出的裂缝大多是直裂缝。     

清水压裂储层筛选方法研究

清水压裂技术在低渗透油气田勘探开发领域应用广泛,经济效益显著,但由于受到储层地应力、渗透率、岩石的粗糙度、强度等限制,并非所有低渗透地层都适合。目前,对于适合清水压裂储层的筛选,国内外都是通过对实际压裂施工数据进行统计而得到,这种方法缺乏理论支撑和实验室检验,不具有普遍的指导意义。因此,文中利用McGuire-Sikora增产倍数图版,分析了裂缝导流能力和缝长对增产效果的影响规律及清水压裂适应的储层条件;并利用岩石力学参数、地层渗透率、裂缝壁面抗压强度、闭合压力等参数,建立了预测清水压裂自支撑裂缝导流能力的计算方法;同时利用室内岩心实验,模拟裂缝剪切滑移,建立了清水压裂裂缝导流能力室内测试方法,为筛选适合清水压裂的储层提供了一种可行手段。     

煤层气井脉冲压裂技术研究现状

目前,煤层气井压裂主要采用水力压裂工艺,受到储层特性的限制,以及大型压裂设备和作业规模的约束,地层裂缝达不到生产要求。脉冲压裂是在较低的压力条件下,形成更为复杂的裂缝网络,增大有效裂缝体积和连通程度。因此,相应的脉冲压裂技术和设备得到持续发展。通过调研国内外的最新压裂技术和设备,从技术原理、技术特点以及实际应用效果等方面介绍了高能气体脉冲压裂、等离子脉冲压裂、高速通道压裂和金属丝电爆炸压裂技术。通过比较现有的技术和设备,认为井下脉冲压裂设备有更好的发展前景。     

深层裂缝性复杂岩性气藏压裂技术研究

新疆准噶尔盆地WB气藏储层深度2 200～4 500m,储层岩石中的火山岩含量达45%,天然微裂缝发育,储层表现为强水敏,压裂施工难度大.文章首先对WB气藏前期压裂施工资料进行了综合分析,明确了前期压裂改造存在的主要问题;结合该气藏的储层地质特征,从储层污染、压裂液伤害、压裂施工和压后排液等方面系统研究了影响该区压裂效果的关键因素和技术对策.提出了应用综合控高技术来防止缝高过度延伸,采用支撑剂段塞、优化施工参数等实现降滤失和防治多裂缝,并通过支撑剂嵌入实验和压裂液性能评价优选了适合该地层的支撑剂和压裂液体系.研究思路与技术认识对于WB气藏及类似低渗气藏的压裂改造具有一定指导意义.     

大型压裂技术在特低渗透薄互层油藏的应用--以梁家楼油田梁112块为例

由于低渗透薄互层具有储层薄、微裂缝发育的特点，所以压裂改造难度大，压裂后产量递减快。将大型压裂改造技术应用于该类储层，对其实施难点及主要措施进行了分析。以梁112块为例，确定了应用降滤、三维裂缝模拟和测试技术的可行性。梁112块经大型压裂改造后，增产效果显著，新投产井压裂后均自喷生产，平均单井产油量18．9t／d，该技术可为同类地层进行压裂改造提供参考。     

微地震监测技术在吐哈油田西山窑油藏蓄能压裂中的应用

西山窑油藏低孔特低渗储层开发过程中产能低、稳产差,采用大液量施工、补充地层能量、提高地层压力的蓄能压裂工艺方法,以达到扩大储层改造体积、增加流体渗流通道的目的;同时加入暂堵剂对天然裂缝及人工裂缝进行暂堵,迫使裂缝转向,避免单一主裂缝沿高渗通道延伸。蓄能压裂工艺方法是致密油储层改造的新探索,需要准确的压裂效果评价技术,微地震监测技术被广泛用于致密油气储层改造效果评价,具有实时性、准确性的特点,可以评价蓄能压裂工艺改造效果。对致密油储层三口井压裂微地震监测实例进行分析研究表明,微地震监测可以有效识别压裂中天然裂缝影响、评价蓄能压裂工艺储层改造以及暂堵转向工艺效果。     

裂缝性地层测试压裂分析在川西须家河组的应用

川西地区须家河组砂岩气藏埋藏深，储层基质渗透率低，天然微裂缝局部发育，主要依靠大型加砂压裂工艺提高气井产量。为了解地层特征及为压裂优化设计提供必要的基础数据，在水力压裂施工前，采用测试压裂技术分析裂缝型地层的滤失系数、地层渗透率、闭合应力，计算近井筒区域的摩阻压力损失等参数。系统地介绍了裂缝性地层测试压裂分析的具体方法，结合川合148井的实例分析，对该方法在川西须家河组储层压裂设计中的应用进行了详细论述，为同类型储层的压裂优化设计提供了借鉴。     

WB气藏多裂缝形成机理与防治技术研究

位于准噶尔盆地西北缘的WB气藏的主力产层由于储层岩性复杂、天然微裂缝发育、地层倾角较大、固井质量差等因素,在压裂过程中易形成多裂缝,大大增加了压裂施工的风险。以WB地质特征为基础,系统的研究了微裂缝、地层倾角和固井质量等因素对多裂缝形成机理的影响,分析了支撑剂段塞技术对多裂缝防治的作用,提出通过优选压裂材料、优化压裂施工参数来防治多裂缝的产生。     

水力压裂重定向的可能性和重要性

水力压裂受储层的地层压力状态所控制 ,是生产井的主要增产措施。地层压力状态不仅控制着水力压裂的方向 ,更多的是控制着所产生的水力压裂的几何形态。地层应力随储层地质史的演变而变化 ,留下诸如天然裂缝和各向异性渗透率等印记。然而 ,在截然不同的几个月甚至几小时的时间内 ,储层地层压力状态可通过改变流体产量和 /或注水量而发生急剧变化。对多孔弹性应力的人为干扰改变了应力的强度 ,有时甚至会改变应力的方向 ,导致在重复压裂处理中所观察到的水力压裂方向的改变。裂缝重定向在老油田新加密开发井的压裂处理中也能观察到 ,而在出水…     

火山岩储层测井裂缝参数估算与评价方法

岩心观测和分析表明松辽盆地徐深气田火山岩储层为裂缝-孔隙型储层，为了合理评价裂缝在连通孔隙、改善储层渗流能力的作用，以及对产能的影响，分析了裂缝的测井响应机理及特征。根据常规测井资料和岩-电实验结果，采用地层因素比值法与FMI成像测井有机结合的方法进行裂缝识别与评价；利用双侧向测井、岩心观测资料、压敏实验分析资料估算裂缝开度、裂缝孔隙度及裂缝渗透率；利用FMI与核磁测井T2分布资料，综合判断裂缝的有效性。应用所编制的裂缝识别与裂缝参数估算程序，对研究区若干井进行了解释，与岩心、试气、FMI资料对比，其解释结果合理，说明该方法适用性较好，对产能预测、合理开发方案的制订具有指导意义。     

南海某高温高压井剪切破裂上限压力时变规律研究

成像测井显示南海某高温高压井钻进过程中高密度钻井液不仅导致井壁拉伸缝,还诱发井壁高角度梯形剪切缝。为此,通过分析井周应力和裂缝形状,根据不同的应力组合模式,建立了一套以莫尔-库伦准则为基础的剪切破裂压力计算模型。在此基础上,定量分析了拉伸破裂模型和剪切破裂模型计算所得破裂压力的大小,给定了两个模型的适用范围,并进一步分析了破裂压力随钻井循环时间的变化规律。分析认为,地层强度较小时,剪切破裂压力决定钻井液密度上限;地层强度较大时,拉伸破裂压力决定钻井液密度上限;随井周温度降低,两种破裂压力均降低,但是拉伸破裂降低得更快。     

低渗透裂缝性油藏水力缝延伸特征分析 --以克拉玛依油田百31井区佳木河组油藏为例

在分析百31井区佳木河组油藏天然缝发育特征、现今应力特征、水力缝延伸特征的基础上,重点分析了天然缝和现今地应力对水力缝的影响,归纳了低渗透裂缝性油藏水力缝的分布规律。天然缝发育特征、现今应力场特征不但决定了水力缝分布特征,而且直接影响着压裂施工;百31井区佳木河组油藏油井压裂时水力缝基本上都是沿天然缝延伸或对天然缝进一步改造和沟通;油井射孔段天然缝产状、发育程度、水平应力大小直接影响着压裂施工压力。     

裂缝转向对低渗地层水平井压裂的影响

水力裂缝转向作为压裂过程中的一种重要现象,可造成近井筒裂缝的弯曲,对于裂缝中支撑剂的传输和流体的流动规律具有很大影响,可最终影响水力压裂的成败和人工裂缝的导流能力。统计了长庆油田水平井压裂施工的部分资料,分析了长庆油田水平井压裂的特点。结合二维裂缝的平面应变模型,建立了裂缝转向的曲率半径与地层物性参数和压裂施工参数的关系,并针对性地分析了不同参数对于裂缝曲率半径的影响。结果表明,水平应力差对裂缝的转向距离有决定性的影响,压裂施工排量对水力裂缝高度的增长贡献显著,控制排量、延长注液时间能有效增加裂缝长度。结论对于压裂参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。     

煤层气井压裂技术的现场应用

煤层气是一种重要能源,它是一种储存于煤层及临近岩层之中的非常规天然气,其主要成分是甲烷。开采这种气体必须在煤层的天然裂缝与井筒之间建立起有效的连通孔道。产生这种连通孔道的最有效方式是对煤层进行水力压裂。通过山西晋试 1井组的压裂改造,研究了煤层水力压裂机理,煤层扬氏模量比普通砂岩储层低 1个数量级,因此,难以形成长的支撑裂缝。经过室内试验获得了晋城地区煤层岩石力学参数。针对煤层的地质特点,优选了煤层气井压裂工艺,完成了现场施工及裂缝方位监测,并对压裂施工效果进行了评价。     

基于流线方法的压裂水平井注水开发渗流机理研究

非常规储层采用压裂水平井技术可以获得有效的商业价值,针对低砂泥岩特低渗透油藏,通过数值模拟进行压裂水平井注水开发规律研究,运用流线方法揭示了压裂水平井注水开发渗流机理。结合数值模拟结果,根据流线形态、分布及流线与裂缝的对应关系研究了压裂水平井开发的四个流动阶段:裂缝附近线性流、垂直裂缝附近拟径向流、地层线性流和水平井拟径向流。进一步分析了不同井网形式下的压裂水平井注水开发渗流特征,为现场的开发应用提供一定的技术指导。     

松辽盆地南部西区断裂体系与油气分布

松辽盆地断裂体系的形成受控于盆地的演化过程,并影响各演化阶段的充填序列和油气分布。根据成因特征将松辽盆地南部西区断裂体系分为断陷期生长断裂体系、拗陷期伸展断裂体系和反转断裂体系,系统论述了断裂体系的成因机制、分布特征以及断裂体系在不同演化阶段的相似性和差异性,论述了断裂体系对油气分布的影响:断陷期生长断层控制着断陷盆地群的形成与发展,拗陷期伸展断裂体系控制着油气成藏序列和油气藏分布规律,反转断裂体系使油气再次发生运移,地层因拱张而产生裂缝,改善了储集条件,利于油气成藏。     

Effect of boundary conditions on pressure behavior of finite-conductivity fractures in bounded stratified reservoirs

In this study, a mathematical model was developed to model the pressure behavior of a well located in a bounded multilayer reservoir and crossed by a finite-conductivity vertical fracture. It was found that the dimensionless pressure function and its derivative strongly depend on fracture conductivity and fracture extension during early times. The effect of reservoir heterogeneity on the pressure function is negligible compared to that on the pressure derivative. Both functions exhibit four flow periods: bilinear, formation linear, pseudoradial and pseudosteady-state which are separated by transition periods. One or more of these flow periods may be missing. Data obtained from a long test and which are characterized by a unit slope line indicate that the well is intercepted by deeply extended fractures. It has been found that the fractional production rates of different layers are a good measure of reservoir and fracture characteristics. Flowmeter survey data can be used to eliminate the non-uniqueness problem when using the type curves presented in this study.     

地层破裂压力测井解释技术在ＬＧ地区的应用

确定地层破裂压力和水力压裂裂缝延伸几何形态,对于设计合理的压裂方案、提供合理的压裂施工压力、避免压裂裂缝高度过高导致地层间的层间窜漏、更好地达到改善储层的目的至关重要。针对ＬＧ地区碳酸盐岩气藏特点,介绍了用测井资料预测地层破裂压力和裂缝高度的基本原理和方法,并选择ＬＧ地区5〖JP2〗口井的测井资料进行了地层破裂压力和裂缝高度预测处理。结果表明：ＬＧ地区地层破裂压力测井计算方法和裂缝高度预测方法合理,为ＬＧ地区碳酸盐岩储层改造提供的施工参数较为可靠;在ＬＧ地区某井长兴组综合运用地层破裂压力和裂缝高度预测结果优选了试油层位,获得了日产百万立方米的高产天然气,取得了较大的经济效益和较好的应用效果。     

含多条垂直裂缝的压裂气井产能研究

根据压裂水平气井的渗流过程，对压裂水平气井的压降进行了分析，将气体从地层流入水平井底的压降分为三部分：一是气体从地层流入裂缝，通过复位势理论和势的叠加原理得出了有关产能的压降公式；二是从裂缝流入水平井段，通过对裂缝微元体的分析得出有关裂缝参数的产能压降公式；三是气体从水平井段指端流入水平井的跟端，通过动量定理得出了压降关系。这样就得出了产量与裂缝半长和裂缝条数等参数的关系模型，由于整个模型的建立都是通过严格的解析方法来得出的，因而该方法与目前所用的方法相比，准确性较高