清洁压裂液的研究与应用

粘弹性表面活性剂(VES)压裂液(又称清洁压裂液)的使用改变了传统聚合物压裂液生产操作方式,可以减少传统压裂液对地层的损害和污染.分析归纳了目前国内外清洁压裂液体系的组成、作用机理及研究应用情况.对我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议.     

近井筒问题诊断与段塞技术的应用研究

当水力压裂作为一种增产措施应用于一口油气井时,它的效果经常被近井筒问题所干扰。不过在全世界范围内,随着人们对近井筒问题进一步认识和段塞技术的应用,许多压裂施工中这类问题都得到了很好的改善。本文简要介绍了段塞技术和它近年来的发展情况,同时提供了这些技术应用时应该考虑的限制因素。希望通过对近井筒问题分析和对实例的解释,可以使我们对段塞技术能有进一步认识,促进段塞技术今后能够进一步发展。     

水力压裂产能预测三维三相三重介质模型的建立与求解

借鉴油藏数模在模型和解法上的成功经验,结合采油工程的实际情况,从区块整体改造的角度出发,考虑基岩、天然裂缝、人工压裂裂缝三重介质,提出了一个新型的较完善的油气水三维三相三重介质压裂产能动态预测模型,编制了相应的数模软件包,可进行井组,区块数模计算,也可对双重介质、均质作三维三相、三维二相对比计算。     

深埋煤层气藏水力压裂增产技术探讨

作为非常规天然气的煤层气,勘探开发技术具有特殊性。水力压裂增产技术在浅部煤层气开发中已经得到广泛应用。埋深大于1 000 m的深埋煤层气资源量巨大,占我国煤层气总资源量的61.2%。较之浅煤层,深煤层具有高地应力、高地温、高岩溶水压、强烈的开采扰动的工程力学特征。深埋煤层气藏水力压裂增产面临着井壁稳定难、人工裂缝延伸规律性差、支撑剂有效输运难、煤层渗透率保护困难、煤层气吸附解析规律复杂等难题。鉴于此,有必要在现有的浅煤层压裂增产技术基础上,研制超低密度支撑剂和多重功效的压裂工作液体系,形成深埋煤层气体积压裂的配套技术,从而推动深埋煤层气压裂增产技术的发展。     

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水力压裂中适时预测裂缝几何形态对压裂施工的成败至关重要，文章（上篇）在拟三维的假设条件下，重新推导和改进了权威的拟三维Palmer模型。文章改进的重点是裂缝高度控制的处理，这是三维模型与二维模型最本质的差异，高度控制直接决定着模型刻划实际的精确度。原 Palmer模型使用Rice静态应力强度因子积分公式作为裂缝垂向延伸的判据，这实际上是不准确的，因为施工过程中裂缝在各个方向上都是不断延伸的，裂缝壁面也始终是动态受载，在这种情况下，采用动态应力强度因子更为合理。文章引入了在真三维模型中才使用的动态应力强度因子公式来替代原来的静态公式作裂缝延伸的判据，并且把缝高与缝宽方程融合起来，巧妙地求出缝高，避免了真三维求缝高极其复杂的处理方法。实现拟三维模型向真三维模型的横向渗透，使新模型兼具拟三维模型的简单和真三维模型的精确。     

煤层气直井地层破裂压力计算模型

为了高效开发煤层气、成功实施水力压裂作业,针对射孔完井条件下,对水力压裂时煤层的破裂压力进行预测。提出将套管、水泥环的影响纳入到井筒周围应力场计算中,运用坐标转换和线性叠加原理,建立了考虑套管、水泥环影响的煤层直井井周应力场解析模型。结合最大拉应力、张性破坏、剪切破坏3种破裂准则,建立了考虑套管、水泥环影响的煤层气直井破裂压力预测模型,分析了射孔径向深度、割理走向倾角、地应力差对破裂压力的影响。以云南地区X井为例,模型计算结果误差在7%以内,证明了该模型的正确性。研究结果表明：套管、水泥环会引起应力集中效应,使得破裂压力降低;在最大水平主应力方向射孔时,煤层更容易本体破裂;射孔周向角在一定区间时,本体破裂和割理张性破裂同时发生;中等割理走向倾角有较低的张性破裂压力,地应力差较小时,不易发生剪切破裂。     

煤层气U型水平井定向井远端连通钻井工艺研究

针对煤层气U型水平井与定向井远端连通工艺不完善、对接难度大、煤层洞穴坍塌等难题,开展了钻井工艺研究。在P15试验井组中,采用镶嵌暂堵钻井液、地质导向控制等关键技术钻井,并创新使用外管屏蔽、内管作业的屏蔽洞穴技术处理洞穴。实践表明,这一系列技术可以保障水平井与定向井远端连通,但洞穴内作业需提前建立屏蔽,P15井组完成水平段进尺724 m,煤层进尺668 m,煤层钻遇率92.3%,水平井在1 242.5 m处与定向井成功实现一次远端连通,屏蔽洞穴技术建立了捞砂作业和后期排采的新通道,完成了洞穴捞砂,解决了煤层气井洞穴坍塌的技术难题,完善了煤层气水平井定向井连通工艺,为煤层气的低成本高效开发提供了新途径。     

油气井下套管过程中环空严重堵塞时安全起套管研究

下套管环空阻塞、循环失返是非常严重的井下复杂情况,常规方法是要起套管处理,对于气层活跃的井,盲目起套管开泵硬顶可能带来很大的井控风险,尤其是套管浮阀无法正常打开的时候。为此,从最危险的情况着手,通过研究起套管过程中阻滞气体聚集量及其突然释放时对液柱压力的影响,从理论上确定循环失返时最多能安全起出的套管长度,对正确处理类似井下复杂情况有着重要的指导意义[1～4]。     

煤储层压裂液滤失计算模型

为揭示煤储层天然裂缝开启后的动态滤失过程,将裂缝的动态渗透率和煤储层裂缝-孔隙型双重介质的特性结合,建立煤储层压裂液的滤失模型,模型的拟合结果表明裂缝渗透率的动态变化导致天然裂缝中的滤失量几十倍的增加,而由于弹性储容比的影响,天然裂缝向基质中的窜流量反而减少。通过对比不同模型下的滤失量,可以得出动态滤失量是PKN和CGD模型下滤失量的4.5倍左右。为验证滤失模型的准确性,利用压裂酸化动态滤失仪进行实验,实验结果表明模型的数值拟合曲线与实验曲线有较一致的变化趋势,模型能较好地模拟煤储层天然裂缝中随时间变化的滤失过程。