国家科技重大专项(2012ZX05018-004)
- 作品数：12 被引量：217H指数：9
- 相关作者：张士诚周祥马新仿卢拥军邹雨时更多>>
- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油中国石油天然气集团公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程理学更多>>
- 页岩气井压后返排规律被引量：41
- 2015年
- 岩气藏通常都需要进行大规模的水力压裂才具有工业开采价值,但是页岩气井压后返排率普遍较低。针对这一问题,采用数值模拟和实验相结合的方法,研究了天然裂缝间距、裂缝导流能力、压裂规模、压力系数和关井时间等因素对返排的影响,并从机理上分析了页岩气井压后返排困难的原因。结果表明:返排率随天然裂缝间距、裂缝导流能力和压力系数的增加而增加,随压裂规模和关井时间的增加而减少;从微观机理进行分析,水通过毛细管自吸作用进入微裂纹,页岩基质中矿物颗粒间原有的氢键被羟基取代进而发生水化作用,造成新的微裂纹的产生和主裂缝的扩展,形成复杂的裂缝网络,使得大部分水难以返排,返排率低;对于页岩气井压裂,一般裂缝间距和裂缝导流能力较小、压裂规模很大,很大一部分注入水存在于比表面积极大、形态极为复杂的裂缝网络中,以致无法返排。结论认为:页岩气井压后返排率的高低受多种因素的影响,不应该刻意追求返排率;低返排率的页岩气井的产量一般较高。
- 刘乃震柳明张士诚
- 关键词：页岩气井返排数值模拟压裂规模
- 页岩气储层充填天然裂缝渗透率特征实验研究被引量：8
- 2016年
- 为了解页岩储层充填天然裂缝开启前、后的渗透率特征,利用四川盆地充填裂缝的不同页岩,结合裂缝面形貌测试,实验对比分析了天然裂缝原位闭合、剪切错位及酸处理后的渗透率特征。实验结果表明:混合充填裂缝矿物颗粒大,硬度高,渗透率应力敏感程度低于方解石充填裂缝。当剪切裂缝错位位移大于0.15mm时,渗透率大小主要受控于裂缝断面整体粗糙度。当错位位移小于0.15 mm时,充填矿物颗粒类型、大小控制的小尺度形貌更起决定作用。酸液溶蚀胶结物形成不整合面,大幅度提高裂缝导流能力,但也需要考虑酸液弱化页岩强度以及颗粒运移而产生的不利影响。
- 周彤张士诚邹雨时李宁郝思莹
- 关键词：渗透率粗糙度酸化压裂
- 薄差层水力压裂控缝高技术研究被引量：15
- 2015年
- 对于低渗透薄差层的开发,水力压裂是非常有效的增产措施,而薄差层改造的最大技术难题是缝高的控制.本文归纳了影响缝高扩展的主要因素,针对这些因素,结合冀东油田的地质参数和施工参数设计了五水平七因素的正交方案,并利用FracproPT软件模拟了不同参数下裂缝的扩展情况,对影响缝高的各因素进行了敏感性分析和单因素分析.分析结果表明:影响缝高的各因素依次为隔/产层地应力差、施工规模、施工排量、压裂液粘度、隔/产层杨氏模量差、地层渗透率、断裂韧性差;隔/产层地应力差越大越有利于控制缝高,减小施工排量和压裂液粘度能减小缝内净压力而有利于控制缝高;油田实例表明,综合人工隔层、变排量和使用较小粘度压裂液能有效控制缝高.本研究对于薄差层的水力压裂优化设计和现场施工具有一定的指导作用.
- 周祥张士诚马新仿柳明
- 关键词：薄差层水力压裂缝高控制正交设计
- 通道压裂支撑裂缝影响因素分析被引量：14
- 2015年
- 为了检测通道压裂所能提供导流能力大小及裂缝的有效性,利用某地层构造的砂岩、页岩进行室内导流能力测试。实验结果表明:通道压裂纤维用量为0.6%比较合适;支撑剂粒径对裂缝的导流能力影响较弱,在相同铺砂浓度下,不同粒径间支撑剂的导流能力差别很小;铺砂浓度对通道压裂导流能力影响较大,大量的支撑剂嵌入对低铺砂浓度导流能力伤害较为明显,高闭合压力下易造成明显的导流能力损失;陶粒、石英砂、覆膜砂3种支撑剂,在相同铺砂浓度下,随着闭合压力的增加,导流能力逐渐下降,覆膜砂的导流能力优于陶粒、石英砂;在相同铺砂条件下,支撑剂在砂岩中的嵌入程度高于页岩,导致其导流能力低于页岩中的导流能力。同时全面分析总结了在通道压裂中,影响支撑剂嵌入的各种因素,从而对优化通道压裂具有一定指导意义。
- 许国庆张士诚王雷韩晶玉
- 关键词：支撑剂导流能力粒径
- 页岩储层支撑裂缝导流能力实验研究被引量：15
- 2016年
- 为深入了解页岩储层支撑裂缝导流能力的大小及裂缝有效性,开展了支撑剂粒径、类型、铺置方式对导流能力影响的实验研究,并进行了循环应力加载模拟开、关井过程引起的地层应力波动对页岩储层导流能力影响的实验研究。结果表明:低闭合压力下,粒径越大,导流能力越高,随着闭合压力的增大,大粒径支撑剂导流能力下降迅速;支撑剂均匀铺置与完全混合铺置相比,前者导流能力较好;开、关井过程引起的地层应力波动对页岩导流能力的影响较大。以上因素的研究对压裂方案设计优化和现场施工具有一定的理论指导意义。
- 毕文韬卢拥军蒙传幼曲占庆崔静
- 关键词：压裂支撑剂导流能力
- 页岩气藏体积压裂水平井产能模拟研究进展被引量：9
- 2015年
- 页岩气储层孔喉细小,渗透率极低,一般无自然产能,需借助水平井和体积压裂技术才能实现经济开发。国内外关于页岩气的研究多集中于地质评估和开发工艺,而适用于页岩气体积压裂水平井产能的理论研究相对较少。页岩气产能研究的关键在于多尺度渗流机制的准确描述和复杂裂缝网络的精细表征。通过广泛调研和分析,探讨了页岩储层多尺度渗流机制;总结了页岩气藏多裂缝水平井试井模型,阐述了不同模型关于流态划分、储层和裂缝参数评估的应用;系统介绍了页岩气数值模拟方法,包括常规数值模拟方法、离散裂缝网络模型方法及有限元方法,认为后两者是未来页岩气产能数值模拟的发展趋势。
- 周祥张士诚马新仿张烨
- 关键词：页岩气体积压裂水平井产能
- 水平井定向分簇射孔技术及其应用被引量：20
- 2016年
- 定向分簇射孔技术整合了分簇射孔与定向射孔的技术优势,解决了一系列技术难题。为了使该技术取得更好的油气开发效果,研究了射孔器自身重力偏心、电子选发模块的编码与地面程序控制相匹配、轴向居中触点信号传输以及射孔后簇间密封隔离等工艺技术,实现了电缆输送水平井射孔器自重定向、动态传输信号、可靠寻址与选发射孔以及射孔后簇间密封等功能,完成了射孔管串一次下井射孔与桥塞联作或多簇射孔作业,形成一套水平井电缆输送定向分簇射孔技术。应用于页岩气、煤层气等非常规气藏生产现场的效果表明:定向准确,选发射孔可靠,簇间密封良好,技术效果明显。定向分簇射孔技术攻克了井眼轨迹偏移主力产层的射孔难题,具有明确的目标性和方向性,有力支撑后续储层改造,促使压裂液最大限度地作用于主力产层,更好地配合制造储层复杂缝网,实现对非常规气藏的优质高效开发。
- 陈华彬唐凯陈锋陈建波李奔驰任国辉
- 关键词：水平井定向射孔电缆传输页岩气
- 页岩储层水力裂缝网络多因素耦合分析被引量：21
- 2015年
- 为优化压裂设计、提高页岩储层的改造效果,基于室内真三轴水力压裂模拟实验、现场压裂实践和理论分析的方法,从页岩绪层岩石的脆性指数、水平应力差、天然裂缝的力学特征和发育程度、液体黏度和施工参数等方面分析了页岩储层压裂形成缝网的受控因素。结果表明:页岩储层的水力裂缝网络发育程度受到地质因素和工程因素的双重作用;从储层地质因素上看,岩石的脆性指数越高、天然裂缝越发育、天然缝胶结程度越差,越有利于形成缝网;从压裂作业的因素看,压裂液黏度越低以及压裂规模越大,越有利于形成充分扩展的缝网。在分析单个因素的基础上,建立了多因素耦合的缝网发育指数来表征页岩储层水力裂缝网络发育程度,并用于评价页岩储层压裂后水力裂缝的复杂程度。
- 刘玉章修乃岭丁云宏王欣卢拥军窦晶晶严玉忠梁天成
- 关键词：页岩裂缝网络脆性黏度
- 页岩气体积压裂数值模拟研究被引量：9
- 2015年
- 为建立合理的页岩气体积压裂水平井产能模拟模型,同时研究压裂裂缝参数及地层性质对压裂井产能的影响,通过油藏数值模拟的方法,以某口页岩气井基本参数为基础,利用椭球体状的线网模型模拟复杂的裂缝网络,并利用不可流动油中的溶解气模拟页岩中的吸附气,建立页岩气体积压裂水平井的产能预测模型。在建立模型的基础上分析页岩气体积压裂水平井储层改造体积、网状裂缝导流能力、改造体积的复杂程度等参数对产能的影响,并研究了地层渗透率非均质性等对改造井的影响。结果表明,所建模型能高效模拟实际页岩气体积压裂水平井产能。研究显示改造体积越大,裂缝的导流能力越强,主、次裂缝的间距越小,页岩气体积压裂水平井的产能越高。地层渗透率各向异性对气井产能的影响较小。所建模型对页岩气体积压裂开发效果的预测有积极意义。
- 张娅妮马新仿
- 关键词：页岩气产能预测裂缝参数优化地层参数
- 基于扩展有限元法的水力压裂大物模实验的数值模拟被引量：31
- 2014年
- 该文在页岩水力压裂实验的基础上,采用扩展有限元方法(XFEM),发展了ABAQUS软件的显式用户单元子程序,实现了页岩水力压裂过程的初步数值模拟。通过在常规3维实体8节点单元中引入扩充自由度,实现在单元内引入不连续位移场,模拟了水力压裂的裂纹,且无需在裂纹扩展过程中重画网格。采用有限差分法(FDM)离散流体的连续方程,实现对裂缝内流体流动的模拟。对一般扩展有限元方法进行改进,引入虚拟节点,在显式方法中可以简化处理单元内的裂纹,同时在扩充8节点六面体单元中使用一点积分和沙漏控制,大大提高了计算效率。数值模拟结果与实验吻合得较好。
- 王涛高岳柳占立王永辉杨立峰庄茁
- 关键词：水力压裂
