Simultaneous hydraulic fracturing of ultra-low permeability sandstone reservoirs in China: Mechanism and its field test

Based on the impact of the stress perturbation effect created by simultaneous propagation of multiple fractures in the process of simultaneous hydraulic fracturing, a thorough research on the mechanism and adaptation of simultaneous fracturing of double horizontal wells in ultra-low permeability sandstone reservoirs was conducted by taking two adjacent horizontal wells(well Yangping-1 and well Yangping-2 located in Longdong area of China Changqing Oilfield) as field test wells. And simultaneous fracturing optimal design of two adjacent horizontal wells was finished and employed in field test. Micro-seismic monitoring analysis of fracture propagation during the stimulation treatment shows that hydraulic fractures present a pattern of complicated network expansion, and the well test data after fracturing show that the daily production of well Yangping-1 and well Yangping-2 reach105.8 t/d and 87.6 t/d, which are approximately 9.4 times and 7.8 times the daily production of a fractured vertical well in the same area, respectively. Field test reflects that simultaneous hydraulic fracturing of two adjacent horizontal wells can enlarge the expansion area of hydraulic fractures to obtain a lager drainage area and realize the full stimulation of ultra-low permeability sandstone reservoirs in China Changqing oilfield. Therefore, simultaneous fracturing of two adjacent horizontal wells provides a good opportunity in stimulation techniques for the efficient development of ultra-low permeability reservoirs in China Changqing oilfield,and it has great popularization value and can provide a new avenue for the application of stimulation techniques in ultra-low permeability reservoirs in China.     

深井玻纤杆——钢杆混合杆柱设计

玻璃钢杆－钢杆复合杆注在深抽井获得广泛应用，目前主要基于弹簧－质量模型和串联振动模型参照ＡＰＩ，ＲＰ，ＩＩＬ法进行杆注组合设计，本文根据杆注受力特点，应用波动方程计算杆柱振动载荷，并考虑振动对泵效的影响，结合美国石油学会推的强准则设计玻杆－钢杆混合杆柱。     

低渗透高温气藏清洁压裂液研究与应用——以吐哈盆地K22气井为例

吐哈盆地K22气井储层埋藏深度3 720 m,地层温度110 ℃,压力系数1.01,具有低孔隙度、低渗透率特性。邻井岩心流动实验为强水敏、强-极强水锁;所在区域平均应力梯度为0.025 7 MPa/m。因此,基于新型表面活性剂研究了一种新型清洁压裂液,并做了有关的测试分析。RS600流变仪评价测试结果表明,该压裂液黏温性能稳定、黏度可达60 mPa·s;采用控制应力流变仪测试的该压裂液弹性模量远大于黏性模量,因而具有优良的黏弹性、流变性和携砂性能;Fann35黏度计测试结果表明,在辅剂作用下易于破胶,对储层伤害小;环路实验装置测试结果表明,该压裂液流动摩阻低。现场应用表明：摩阻仅为清水摩阻的1/3,成功加砂44.1 m³,平均砂比20.6%;施工过程液体性能稳定,压后破胶彻底、返排率达到79.26%;能够满足中等加砂规模的要求。该清洁压裂液成本相对较低且配制简单,有效地解决了在高温气井难以破胶的问题,对低渗透高温气藏压裂改造提供了技术支持。     

高渗松软地层水力压裂缝宽预测新模型

对高渗透松软地层进行水力压裂施工时，由于地层胶结程度差，强度低，压裂液对弱胶结裂缝壁面的切向应力就会破坏裂缝壁面的稳定性，使附着在裂缝壁面上的砂粒由静止变为运动，并随压裂液的注入而向缝端后移，形成冲刷裂缝；同时，砂粒在水力冲刷作用下的后移有利于“端部脱砂”产生，而“端部脱砂”的形成又加剧了水力冲刷作用强度，这种相互作用控制着缝宽的大小，影响着“端部脱砂”压裂施工的成败，因而具有很强的研究价值。现有的缝宽模型都以弹性理论为基础，并没有考虑该水力冲刷现象，因而不能准确地预测缝宽，文中综合考虑岩石力学、流体力学、压裂液性质以及压裂施工等理论，对该冲刷缝形成机理进行了分析，建立了一种新的针对垂直裂缝的水力冲刷缝宽预测模型，并编制了相应的计算程序，最后根据一些实际参数对该模型进行了分析验证。     

水力压裂裂缝及近缝储层温度场

为了精确预测水力压裂过程中裂缝及近缝储层温度分布,对经典裂缝及近缝储层温度场模型进行了改进。加入了两相渗流场,利用达西定律建立新的滤失模型,改变了滤失速度仅为时间函数的局限性,不再使用原有裂缝扩展模型,改用耦合渗流场的裂缝延伸模型,然后使用有限差分方法、迭代法对新模型进行了求解,并与经典温度场模型求解结果进行了对比。研究表明,压裂初期温度变化较快,对压裂液性能要求较高,滤失模型和裂缝模型的改变对温度场的影响较大。新模型更符合压裂实际环境要求,可为现场操作和技术研究提供可靠依据。     

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凝析气藏是最复杂、最特殊的一类油藏，生产过程中随着地层压力的下降会引起重烃相间传质、相态变化，使得研究与认识凝析气藏压裂井产能更加复杂化。文章假设储层内烃的流动为等温的达西渗流,且组成油气烃类的各个组分在渗流过程中相间传质及相态变化是在瞬间完成的；应用物质平衡原理和运动方程建立了总烃和第i组分烃的渗流方程，结合相平衡计算理论、初始条件和定压边界条件，提出了预测压裂后凝析气井生产动态的数学模型；分析了凝析气藏可能存在的不同渗流区域与相应的渗流特征，应用隐式压力显式饱和度（IMPES）方法分别进行有限差分数值计算，给出了压裂后凝析气井凝析液、天然气产量动态，不同时刻地层中的凝析液饱和度分布曲线。由于凝析气藏与常规油气藏的性质差异，其生产动态也明显不同，这为准确进行优化压裂设计提供了计算分析方法。     

考虑页岩储层微观渗流的压裂产能数值模拟

考虑页岩微观渗流特征下的产能评价方法有利于提高压后动态分析的准确性和可靠性。压裂改造后页岩储层中,页岩气将在纳米孔隙中通过解吸附、扩散和滑脱流进入天然裂缝,再由天然裂缝流向人工裂缝,常规的产能评价数学模型已无法进行刻画和描述。为此,在考虑页岩气生产过程中基岩纳米孔隙中Knudsen扩散、滑脱流、吸附解吸微观流动特征,天然裂缝应力敏感以及人工裂缝非达西流效应基础上,基于双重介质模型,人工裂缝考虑为离散裂缝,建立了页岩储层基质—天然裂缝—人工裂缝的渗流数学模型,并给出了数值解法。模拟分析了页岩水平井压裂裂缝与储层参数对生产动态的影响。研究表明:吸附解吸效应、Knudsen扩散与滑脱流、天然裂缝渗透率、应力敏感系数、裂缝导流能力、裂缝半长与压裂段数对页岩气井生产具有重要影响。该研究为完善页岩气渗流理论,建立适合页岩气的动态评价模型,准确评价页岩气产能具有重要意义。     

压裂液的环保问题初探

过去，压裂液对环境的影响，人们的认识主要集中在压裂液对地下油层的伤害方面，即对油藏的保护方面。但大量的压裂液返排到地面后，残液对环境会造成多大的损害，应如何处理，压裂液对于环保方面的性能要求有哪些，这些方面的问题研究甚少。结合国内、外的研究状况，对这一问题作初步的探索。并对国内压裂液的研究方向提出建议。     

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凝析油气藏与常规油气藏的重要区别在于其生产过程的相态变化特性，富含凝析油的重组分的凝析量远远大于轻组分，压裂后在裂缝周围地带也会产生凝析油的析出现象。文章应用油气相的渗流模型，结合相平衡、初始条件和定压边界条件，以简化的组分模型为基础，使用IMPES数值计算得到了预测凝析油气藏压裂前后生产动态的数值计算方法，并以东濮凹陷QK气田某生产井为例给出了压裂后凝析液、天然气产能变化规律。最后，结合组分、裂缝长度变化，综合分析了引起产能变化的原因。     

重复压裂井产能评价方法研究

由于对重复压裂井原有裂缝失效程度的难以评价，重复压裂井的产能预测常常有很大的误差。为此，根据重复压裂井的压前产量和含水率，拟合了原有裂缝的有效率，在考虑新裂缝和原有裂缝的部分作用情况下，建立了油水两相平面二维的裂缝-油藏数学模型，通过对模型的数值求解，对重复压裂井进行了产能评价。研究表明，在考虑新、老裂缝共同作用下的产能评价方法，能更为准确地预测重复压裂后的生产动态情况，为压裂时机的确定、压后经济效益的预测都具有重要的指导意义。