基于有限元的砂砾岩滤失研究

砂砾岩非均质性极强,既有高渗透性的天然裂缝,又有渗透性很差的砾石,滤失规律非常复杂,难以用解析方式全面准确进行描述。为解决此问题,将滤失区域离散成有限个单元,单元之间的渗透性存在一定差异,而单元内部的渗透性一致,在滤失边界上施加定压边界条件,通过数值求解得到了压力分布以及壁面上的滤失速度。文中还研究了砾石体积分数和天然裂缝方向、密度等因素对滤失的影响,对简化解析模型、明确砂砾岩滤失规律具有一定意义。     

川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术

针对川南深层页岩气水平井压裂技术不成熟、关键参数不合理和压裂后单井产量低的问题,在综合分析已压裂井压裂效果的基础上,结合川南深层页岩储层地质工程特点,以提高缝网复杂程度、增大裂缝改造体积、维持裂缝长期导流能力为核心,采用室内试验与数值模拟相结合的方式,优化了压裂工艺和关键参数,形成了以"密切割分段+短簇距布缝、大孔径等孔径射孔、大排量低黏滑溜水加砂、高强度小粒径组合支撑剂、大规模高强度改造"为主的深层页岩气水平井体积压裂关键技术。Z3井应用该技术后,获得了21.3×10⁴ m³/d的产气量,较同区块未用该技术的井提高1倍以上;川南地区多口深层页岩气水平井应用该技术后获得高产,说明该技术有较好的适应性,可推广应用。川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术为3 500～4 500 m页岩气资源的有效动用奠定了基础。     

提高深层页岩裂缝扩展复杂程度的工艺参数优化

埋深大于3 500 m的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝。为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力差下的真三轴压裂物理模拟实验结果开展了离散元数值模拟分析,其结果与发育单一层理的页岩露头室内压裂物理模拟的裂缝扩展规律相吻合;进而对发育多层理的深层页岩储层开展排量、压裂液黏度、层理强度和压裂液交替注入等影响下的裂缝扩展规律数值模拟。研究结果表明:①高排量注入和提高压裂液黏度能够增强深层页岩储层裂缝深穿透改造能力,当排量达到90 mL/min或压裂液黏度达到60 mPa·s时,水力裂缝可连续穿过4条层理并贯穿整个试样;②在高水平主应力差下,低黏度压裂液倾向于激活水平层理,而高黏度压裂液则倾向于直接穿过层理形成垂直主缝。结论认为:①采用前置高黏度/后置低黏度压裂液交替注入压裂工艺可以最大限度地提高深层页岩储层压裂裂缝复杂程度;②当井筒附近存在薄弱层理时,应及时调整压裂工艺和压裂参数,比如尽可能地增加施工排量、采用瓜胶压裂液等,以使水力裂缝突破近井薄弱层理抑制进而实现深穿透改造。     

深层页岩气水平井压裂异步起裂裂缝延伸模拟与调控

深层页岩气主要通过水平井分段多簇密切割压裂进行增产,但由于深层地应力变化较快以及缝间应力的干扰导致水力裂缝长短不一,亟需优化调控。针对深层页岩压裂多簇裂缝起裂时间不同、延伸不均匀的现象,建立了水力裂缝异步起裂延伸模型,同时考虑了各簇射孔位置地应力差异和缝间应力干扰对水力裂缝异步起裂、非均匀延伸的影响。模拟结果表明：采用常规均匀射孔工艺,射孔簇位置地层破裂压力越高,该簇裂缝起裂时间越晚,外侧裂缝延伸更快,裂缝延伸非均匀程度较大;采用非均匀限流射孔工艺,通过合理调整各簇射孔孔眼数量,可使各簇裂缝起裂时间与延伸速度差异明显减小,保证压裂结束时各簇裂缝长度基本一致,实现“抑长促短,均匀延伸”的目的。现场监测各簇进液比例与模型计算结果较为一致,验证了模型的可靠性。研究成果可有效降低目前非均匀限流射孔工艺参数设计的盲目性,对深层页岩气压裂优化设计具有重要的理论价值和指导作用。     

低渗透油气藏压裂用防砂剂的研制及应用

针对低渗透油气藏在压裂后支撑剂返吐问题,研制了一种新型化学防砂剂.该防砂剂通过预硫化羧基丁腈胶乳、聚醚等与交联剂的交联作用,产生三维网络结构将砂粒包裹并固化,同时产生大量二氧化碳泡沫,使其形成蜂窝状渗流通道,确保油气渗流通道的畅通.室内评价表明,防砂剂初始黏度低于100 mPa·s,固结时间1～8 h可调,与陶粒形成的...     

深层页岩气防压窜工艺在L203H53-1井的应用

四川盆地泸州页岩气资源丰富,具有埋藏深、地层温度高、两相应力差大、天然裂缝发育等特点,通常采用体积压裂方式,以形成复杂缝网为目的,增大改造体积从而提高产量。但随着加密井方式开发,压裂过程中井间压窜现象频发,压窜导致大量压裂液浪费影响邻井产量,制约着深层页岩气高效开发。结合国内外大量压窜研究,开展了压窜机理以及防压窜措施机理研究：基于压窜类型的总结分析,压窜类型分为水力裂缝前端液体窜通、改造规模过大支撑剂窜通、压裂液沿天然裂缝流动与邻井窜通。根据分析,泸州深层页岩气压窜的类型为压裂液沿天然裂缝流动与邻井窜通,提出了针对性的防压窜措施;选取H53平台1井进行防压窜现场应用,现场应用表明防压窜措施可降低压窜的影响。     

四川盆地长宁区块龙马溪组页岩水平井压裂实践与认识

体积压裂技术的成功应用确保了长宁区块页岩气藏的有效开发,实现了规模建产。分析了长宁区块下志留统龙马溪组页岩储层特征,与焦石坝龙马溪组页岩储层开展了储层可压性对比评价。根据长宁龙马溪组页岩储层特征,选择了体积压裂改造模式。以形成复杂裂缝和提高储层改造体积为目标,优选了分段工艺。通过室内物模实验和现场试验优选了入井材料,形成了适合该区的施工参数,采用平台拉链式压裂和错位布缝。微地震监测和净压力分析表明,达到了形成复杂裂缝和提高储层改造体积的目的。压裂改造效果显著,第1年平均单井日产量达到11.5×104 m3。采用灰色关联分析方法,研究了影响该区压裂效果的主控因素,结果表明提高Ⅰ类储层钻遇长度,实现对水平段的有效改造,确保井筒完整性是提高改造效果的关键。     

纤维滑溜水携砂技术研究及应用

体积压裂是非常规油气提高压后产量的有效手段,为降低储层和人工裂缝的伤害,体积压裂主体采用低黏滑溜水携砂,携砂距离受限,储量动用范围小。文章首次提出纤维临界结构浓度,即纤维形成的网络结构可让支撑剂沉降速度快速降低时对应的纤维浓度。低黏滑溜水中,加入纤维对液体黏度无明显影响;静态悬砂实验对比了纤维长度、支撑剂浓度对纤维临界结构浓度的影响,长度9、6、3 mm的纤维,其临界结构浓度分别为0.2%、0.4%、0.6%,支撑剂浓度对纤维临界结构浓度无影响。采用平板可视化实验装置,纤维加量0.3%,对比长度6 mm与3 mm纤维的动态携砂性能,6 mm纤维携砂性能较3 mm提升50%以上。在天然裂缝发育的页岩气井21-X井应用,全程低黏滑溜水纤维携砂,纤维加量0.2%～0.3%,施工压力平稳,有效降低天然裂缝段加砂难度,测试日产气量15.78×10⁴ m³(压力45 MPa),生产524 d,单位压降采气量是地质条件相当的21-Y井的2.43倍。纤维滑溜水携砂技术在页岩气推广应用7口井,平均单井压后产量较地质相当的邻井平均提升20%,实验和现场应用表明,...