赵海峰
- 作品数：65 被引量：205H指数：7
- 供职机构：中国石油大学（北京）石油工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球建筑科学理学更多>>
- 深部煤层近井激光热裂机理及工艺参数优化
- 2024年
- 中国深部煤层气资源丰富,是煤层气进一步开发的重要领域,但深部煤层气地质条件复杂,具有低孔、超低渗特征。在钻井过程中,钻井液进入储层易造成近井污染,常规水力压裂技术趋于在最大水平主应力方向造缝,全井眼的解堵困难。激光热裂技术具有短时间破裂岩石、同时通过机械设备调控能自由改变激光照射角度,形成径向裂缝、解决近井污染等优势。使用ABAQUS有限元软件,建立激光热裂煤层模型,探讨激光热裂机理及激光工艺参数的影响。分析裂缝长度与数量的变化规律,优选出解决现场近井污染区域的最佳激光参数。结果表明:(1)激光照射热裂煤层是使煤层表面存在温差而产生热应力导致煤层破裂。(2)裂缝数量与激光功率、激光照射煤层的时间呈正相关,激光功率由400 W增大到1000 W时,裂缝数量由10条增加到37条;激光功率600 W时,照射时间由1 s增至15 s,裂缝数量由24条增至36条;裂缝数量与激光频率呈负相关,随着激光照射煤层距离增大先增大后减小,照射距离为10 cm时产生裂缝数量最多。(3)裂缝长度与激光功率、照射煤层时间以及激光频率呈正相关,与照射煤层距离呈负相关,其中激光照射时间影响最明显,照射时间1 s时裂缝长度为1.52 mm,照射时间增加到5 s时裂缝长度激增为57.6 mm。以陕西韩城深部取心样品为例,激光热裂深部煤层2 m范围内的近井污染最佳激光功率为20 kW,最佳激光照射时间为2280 s。相较于水力压裂,激光热裂煤层能形成更加复杂的裂缝,但形成的裂缝长度较小,实际应用中,建议将水力压裂技术与激光热裂技术相结合,以实现解堵和增渗的目的。
- 赵海峰杨紫怡梁为钟骏兵
- 关键词：深部煤层裂缝
- 非连续介质力学模型预测煤层井眼稳定性被引量：19
- 2013年
- 煤层为割理、裂缝发育的非连续介质,井壁失稳是煤层气钻井难题之一,目前利用连续介质力学模型预测钻井液安全密度窗口,实际应用效果较差。为此,针对煤层为非连续介质的特点,基于非连续介质力学方法建立了煤层坍塌压力的离散构元模型,进而推导出用地应力、割理间距、割理倾角、井眼尺寸、面割理黏聚力和面割理摩擦角等弱面参数表达的坍塌压力、破裂压力非连续煤层数学方程,并定义了方程中与井眼液柱压力、坍塌压力相关的井壁稳定系数。分析表明,井壁稳定系数为正时,可以采用提高液柱压力稳定井壁;否则,不可单一采用提高液柱压力稳定井壁,还需要提高地层的承压能力。另外,坍塌位置对井眼尺寸较敏感,而坍塌压力受井眼尺寸影响较小。
- 陈勉赵海峰金衍丁云宏王永辉
- 关键词：煤层井壁稳定尺寸效应
- 碎软煤层夹矸间接压裂开发煤层气技术研究被引量：4
- 2022年
- 目前间接压裂技术已成为低渗碎软煤层高效开发技术。文章以大宁—吉县区块5号煤层为研究对象,提出利用夹矸间接压裂技术提高煤层气开发效果,通过开展煤层夹矸可压性评价、水力压裂数值模拟、现场试验等研究,建立了低渗碎软煤层夹矸水平井分段压裂的工艺流程,揭示了该技术下水力裂缝的扩展规律。研究结果表明:与煤分层相比,夹矸的脆性和可浸泡性较好,可压性更高;在夹矸中进行压裂能够沟通上下部煤层,大幅降低施工压力与裂缝延伸压力,减少煤粉产出,裂缝延伸好,增产效果显著。射孔点距夹矸顶面0.5 m时,对夹矸上下煤层改造效果最优;夹矸煤层最小主应力差异系数为1.1时,水力裂缝在夹矸段少量扩展后,迅速向夹矸与煤层间的弱面延伸,进而撕裂夹矸上下部煤层,建立渗流通道。研究成果为低渗碎软煤层气开发提供了新的技术思路,同时可为射孔段优选以及压裂设计提供参考。
- 李雪娇陈帅甄怀宾赵海峰李鹏钺
- 关键词：煤层气数值模拟
- 井壁稳定随钻预测理论与方法研究
- 陈勉吴超赵海峰李军
- (1)首次将地层的测井信息和地震反射特性有机地结合起来，构建钻头底下地层的测井曲线，建立坍塌压力和破裂压力随钻预测模型，提高安全钻井液密度范围的预测精度，为钻井设计和施工提供必需的基础数据。(2)该项目将克服了以往只有靠...
- 关键词：
- 关键词：钻井过程
- 基于实钻资料的井壁稳定实时预测理论被引量：12
- 2011年
- 实际工程要求对井壁稳定问题做到提前预知,因而井壁稳定实时预测研究意义重大。基于实钻录井和测井资料提出了井壁稳定实时预测方法。将发生变形的井眼看作椭圆形,应用弹性理论的复势解法及叠加原理得到井壁应力分布,从而建立井壁围岩的变形程度与岩石物理力学性质、地应力、孔隙压力、泥浆密度及理化性质的关系,在此基础上由泥浆录井和测井资料,反算地应力及孔隙压力,从地震反演得到的岩石力学模型中提取钻头下方一定深度范围内的地层密度和声波时差数据,计算待钻地层的压力曲线,从而实时预测钻头下井段井壁稳定。该方法应用在川东北部地应力复杂地区,取得了较满意的效果。
- 赵海峰陈勉
- 关键词：井壁稳定地应力反演
- 页岩气藏网状裂缝系统的岩石断裂动力学被引量：63
- 2012年
- 基于岩石断裂动力学理论,研究页岩气藏压裂网状裂缝的形成机理及天然闭合裂缝的激活机理。研究发现,水力裂缝在沟通天然裂缝后,需要在左右两端同时满足裂缝转向条件,才能形成复杂的网状裂缝,存在形成网状裂缝的最小排量(临界排量);临界排量随倾角增加而增加,倾角等于90°时,临界排量达最大值且为常数;倾角小于90°时,临界排量随裂缝与井筒夹角增加先减小后增加,垂直井筒方向的裂缝临界排量最小;天然裂缝长度越大、地层弹性模量越低需要的临界排量越高。天然裂缝面不吻合且缝面粗糙,水力裂缝开启天然裂缝后天然裂缝面上剪切应力释放使得缝面滑移,从而提高导流能力。裂缝倾角很大或很小时,对裂缝激活不利;30°～60°倾角裂缝激活效果最佳;弹性模量增加对裂缝滑移起抑制作用,泊松比变化对滑移量影响很小。
- 赵海峰陈勉金衍丁云宏王永辉
- 关键词：页岩气水力压裂断裂动力学
- 一种利用地热能开发水合物藏的井组结构与方法
- 本发明公开了一种利用地热能开发水合物藏的井组结构与方法，主要是包括一口水平注入井和一口综合井，其中水平注入井注入冷流体经干热岩储层加热后流入上方综合井的定向连通井段并上返至水合物藏，加热流体通过射孔段流入水合物藏后为水合...
- 刘永革侯健杜庆军周鹏李晓宁赵海峰纪云开陈巍何思娴
- 文献传递
- 一种深部煤层气诱导压裂方法
- 本发明属于煤层气开采领域，公开了一种深部煤层气诱导压裂方法。该方法包括以下步骤：S1：取盖层岩心确定盖层的物理化学性质；S2：地面钻取水平井至盖层；S3：将振荡酸化管柱放入水平井内，进行定点振荡酸化造穴；S4：对洞穴旁的...
- 甄怀宾赵海峰李曙光药文杰王成旺
- 一种注水同时开发地热能和水合物藏的井结构设计与方法
- 本发明公开了一种注水同时开发地热能和水合物藏的井结构设计与方法，主要是包括一个双分支注入井和一个水平生产井，其中双分支注入井注入冷流体经地热层加热后返回水合物藏，将自身携带的热量传递给水合物，促使水合物分解。其具体做法为...
- 刘永革侯健杜庆军张广福赵海峰陆努刘晓宇刘璟垚
- 文献传递
- 水力裂缝在地层界面的扩展行为被引量：29
- 2009年
- 采用岩石断裂力学的方法,分析了水力裂缝与地层界面相交时水力裂缝沿其高度方向可能发生的3种扩展行为:①裂缝停止扩展;②裂缝沿地层界面转向扩展;③裂缝直接穿过地层界面进入隔层内,并给出各种行为发生的判断准则。该模型中考虑了分层地应力、分层岩石力学参数、地层界面效应、储层厚度及施工参数的影响。研究表明,对于水力裂缝与地层界面相交后停止扩展的情况,裂缝存在一个临界长度。裂缝超过临界长度后,将沿地层界面转向扩展或穿过地层界面进入隔层内。得出临界裂缝长度的计算方法。对于水力裂缝与地层界面相交后穿过地层界面进入隔层内的情况,分段计算应力强度因子并将其叠加,给出了裂缝在隔层中延伸距离的计算方法及验证实例。
- 赵海峰陈勉金衍
- 关键词：水力压裂地层界面隔层
