国家自然科学基金(51374178)
- 作品数：17 被引量：202H指数：8
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- 相关领域：石油与天然气工程建筑科学理学金属学及工艺更多>>
- 致密油储层支撑剂嵌入导流能力伤害实验分析被引量：14
- 2016年
- 致密油储层相比于致密气需要更高的支撑裂缝导流能力,而致密油泥质含量通常较高,支撑剂嵌入岩石较严重;常规支撑剂嵌入测试未考虑岩石矿物组成、力学性质及压裂液的影响,不能正确认识支撑剂嵌入对导流能力的影响,对铺砂浓度优化和支撑剂的优选带来较大的困难。对致密油岩样矿物成分及力学参数进行分析,分别使用不同液体浸泡岩心和非浸泡岩心,利用自行研制的嵌入和导流能力测试仪器进行嵌入测试。实验数据分析表明:闭合压力越大,支撑剂粒径越大,铺砂浓度越低,支撑剂嵌入深度越大;脆性矿物含量越高,粘土含量越低,嵌入深度越低;浸泡后的岩心较未浸泡岩心嵌入深度大,氯化钾溶液浸泡岩心较清水浸泡岩心嵌入深度低。研究表明加强压裂液的防膨能力和尽可能使用大粒径的支撑剂,能够有效降低支撑剂嵌入对导流能力的伤害。
- 李超赵志红郭建春张胜传
- 关键词：支撑剂嵌入导流能力压裂
- 射孔水平井分段压裂破裂点优化方法
- 2014年
- 为确定水平井裂缝破裂点位置,指导射孔位置的优选,建立了综合考虑多条人工裂缝诱导应力、井筒内压、原地应力、热应力、压裂液渗流效应和射孔联合作用下的水平井分段压裂应力场模型,模型重点考虑了先压开裂缝产生的诱导应力场影响,更符合水平井分段压裂的实际特点,在此基础上结合岩石破裂准则从降低破裂压力角度形成了破裂点优化方法。研究结果表明先压开裂缝产生的诱导应力场影响使得水平井筒周围应力场更为复杂,研究裂缝起裂问题时必须考虑这一因素。对川西水平井分段压裂的破裂点进行了优化,压裂后输气求产,实际破裂压力梯度低于邻井同层的破裂压力梯度,大大降低了施工风险。该破裂点优化方法对水平井分段压裂优化设计有一定的指导意义。
- 尹建郭建春赵志红王杏尊鲍文辉
- 关键词：射孔水平井分段压裂
- 酸损伤降低岩石破裂压力计算新方法被引量：5
- 2015年
- 地层岩石难以破裂是深层、致密油气藏压裂改造的瓶颈问题,酸损伤技术是降低破裂压力的新型技术。岩石经强酸损伤后,孔隙空间增加;定义孔隙度的变化为损伤变量,并将损伤变量引入破裂压力预测模型。利用砂岩酸化模型计算损伤变量,并基于损伤变量预测酸损伤后的破裂压力,形成破裂压力变化图版。研究结果表明：当损伤变量大于0.2时,破裂压力降低幅度明显;酸损伤施工参数对损伤变量有明显影响。采用优选的施工参数即注酸强度为2.0 m3/m,HF酸浓度为3.0%,排量为1.5~2.0 m3/min,X井破裂压力降低12.1 MPa。模型预测与矿场结果吻合程度高,验证了模型的正确性。
- 苟波郭建春余婷
- 关键词：岩石
- 考虑裂缝壁面伤害的压裂井产能计算模型被引量：1
- 2014年
- 为了准确计算压裂井产能,在对伤害带深度进行量化的基础上,采用压降叠加原理和直接边界元法,建立了拟稳定状态下考虑裂缝壁面伤害的有限导流压裂井产能计算模型。该模型计算结果表明:压裂液滤失造成的裂缝壁面伤害会降低压裂井产量,且随着导流能力的降低影响越严重;对于有限导流能力裂缝,随着导流能力的降低,高产段会从裂缝端部转移到裂缝根部。通过对比,忽略壁面表皮及使用平均壁面表皮与本模型楔形壁面表皮计算的产量差异,发现忽略壁面表皮及使用平均壁面表皮计算的产量始终偏大,且随着导流能力的降低,差异程度逐渐增大。
- 曾冀郭建春曾凡辉
- 关键词：水力压裂产能
- 裂缝干扰下水平井破裂点影响因素分析被引量：3
- 2015年
- 为了解水平井分段压裂过程中先压开裂缝诱导应力干扰下后续裂缝破裂点位置的影响因素及其影响规律,指导水平井分段压裂射孔位置的选择,推导建立了非等裂缝半长、非等间距和任意裂缝倾角的水力裂缝诱导应力干扰数学模型,在此基础上形成了破裂点计算数学模型。结果表明包括裂缝条数、长度和净压力在内的先压开裂缝参数以及原始主应力状态、水平井方位角和完井方式等都会影响后续裂缝破裂压力大小,从而影响破裂点的位置,其中原始地应力、已压开裂缝条数和长度以及完井方式对破裂点位置存在较大影响,水平井方位角和已压开裂缝净压力对破裂点位置影响较小;对于原始水平主应力差较小的砂岩储层,裂缝间干扰严重会导致应力发生反转,增大后续起裂裂缝破裂压力,导致施工困难,因此应该尽量避免裂缝间干扰;对于页岩储层,目前采用的分段多簇射孔技术,段间距定为60 m左右破裂压力更低,更易于裂缝起裂。
- 尹建郭建春邓燕
- 关键词：水平井压裂影响因素
- 裂缝干扰下页岩储层压裂形成复杂裂缝可行性被引量：54
- 2014年
- 为认清页岩储层先压开裂缝应力干扰对后续压裂形成复杂裂缝的影响规律,指导页岩储层压裂优化设计,以均质、各向同性的二维平面人工裂缝模型为基础,利用位移不连续理论,推导建立非等裂缝半长、非等间距和任意裂缝倾角的水力裂缝诱导应力干扰数学模型,结合页岩储层复杂裂缝形成的地应力条件,判断不同射孔方式、裂缝参数和原始主应力条件下压裂形成复杂裂缝的可行性。结果表明,分段多簇射孔、多簇同时起裂方式比单段射孔、单段起裂方式应力干扰更强,更利于页岩储层形成复杂裂缝;压开裂缝的长度越长、净压力越大,裂缝诱导应力干扰越强,后续压裂形成复杂缝的可行性越大;距离先压裂缝,存在最利于后续裂缝形成复杂裂缝的位置;原始最大、最小水平主应力差太大的页岩储层利用裂缝应力干扰也达不到有效形成复杂裂缝的地应力条件,不宜将压裂形成复杂裂缝作为储层改造的主要目的。
- 郭建春尹建赵志红
- 关键词：岩石力学压裂地应力
- 超临界二氧化碳压裂井筒非稳态温度-压力耦合模型被引量：20
- 2015年
- 井筒内温度、压力对二氧化碳物性参数影响较大,且三者之间相互影响,需进行耦合求解。基于连续性方程、运动方程、能量守恒定律和传热学理论,建立了超临界二氧化碳压裂井筒非稳态温度-压力耦合模型。采用交错网格全隐式离散模型,并调用Refprop软件计算二氧化碳物性参数,采用循环迭代求解。计算结果表明:在目前施工条件下井底二氧化碳能达到超临界状态;井口二氧化碳注入温度对井筒温度影响明显,而对井筒压力影响较弱;二氧化碳注入压力和油管粗糙度对井筒压力影响较大,而对井筒温度影响较弱;二氧化碳注入排量对井筒温度、压力均有明显影响。二氧化碳的高摩阻和低黏度分别限制了施工排量和砂比的提升,因此需进一步加强流体减阻和增稠方面的研究。
- 郭建春曾冀
- 关键词：超临界二氧化碳压裂非稳态井筒温度
- 水平井多段压裂应力场计算新模型被引量：19
- 2015年
- 为了准确认识水平井多段压裂过程中井筒周围应力场变化,指导裂缝起裂和延伸机制研究,综合考虑井筒内压、地应力、压裂液渗流、热应力、射孔和先压开裂缝等因素的影响,根据应力叠加原理,建立了水平井多段压裂应力场计算模型。该模型利用位移不连续法,重点考虑了先压开裂缝在水平井筒周围水平面上产生的诱导应力大小,克服了裂缝诱导应力解析模型只能计算裂缝高度平面诱导应力大小的局限。结果表明,通过应力场模型进行的破裂压力预测与实际破裂压力值吻合度较高,验证了建立模型的准确性;人工裂缝形成后会对水平井筒周围应力场造成很大影响,在裂缝尖端出现应力集中,造成应力分量降低,在裂缝周围一定区域造成应力分量有较大的升高;多段压裂压开人工裂缝越多,应力之间干扰越严重,水平井筒周围应力分布越复杂。该研究对认识多段压裂存在先压裂缝干扰下后续裂缝的起裂和延伸机制,指导压裂施工具有一定意义。
- 邓燕尹建郭建春
- 关键词：水平井应力场
- 井筒注二氧化碳双重非稳态耦合模型被引量：8
- 2015年
- 二氧化碳在石油工业中有着广阔的应用前景,但目前井筒注二氧化碳模型均未能表征注二氧化碳过程井筒内流动和传热双重非稳态问题。采用Span-Wagner模型和Vesovic模型对二氧化碳热物性参数进行计算,联立连续性方程、运动方程和能量守恒方程,建立了能模拟短期和长期注二氧化碳过程的井筒双重非稳态耦合模型。采用温度和流速双重迭代算法进行数值求解,并完成实例验证和相关理论分析。计算结果表明:新模型能较准确地计算注二氧化碳井筒温度、压力值;摩擦生热项在较大摩阻梯度下不能忽略,而焦耳-汤姆森效应和储层岩性的影响可以忽略。修正后的新模型还可用于预测水力压裂等工艺过程井筒温度分布。
- 郭建春曾冀张然周长林
- 关键词：二氧化碳井筒温度井筒压力
- 交替注入工艺对深层海相碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力的影响研究
- 2023年
- 元坝气田长兴组属于高温、超深的碳酸盐岩储层,具有低孔低渗的特征,需要酸化改造才能投产。储层高温导致酸岩反应速率快,常规酸压改造的酸蚀缝长较短,且裂缝壁面多呈均匀刻蚀,导致后续导流能力下降快,严重影响开发改造效果。针对以上改造难点,开展了室内多级交替注入酸压模拟实验,采用雷诺相似准则,基于工程参数对实验交替注入参数进行优化调整,测试了不同交替级数下岩板刻蚀形态及导流能力。实验结果表明,三级交替注酸后的岩板非均匀刻蚀程度最强烈,其表面形成了酸蚀沟槽;扫描高程及标准偏差直观反映了不同交替级数酸蚀裂缝的高程波动及粗糙度,三级交替酸蚀裂缝轮廓的起伏程度和粗糙度最大;裂缝导流能力评价结果验证了三级交替注酸具有最优的裂缝导流能力。优化后的多级交替注入酸压工艺应用于元坝长兴组储层改造,现场应用表明三级交替注入工艺可以提高元坝长兴组气藏产能,为低渗储层改造提供了有效的技术手段。
- 苟申延王世彬郭凌峣郭建春
- 关键词：碳酸盐岩裂缝导流能力
