水平井液态药爆炸压裂工艺试验应用研究

近几年利用爆炸法改善低渗油气田储层渗透性的技术研究日益受到重视。基于层内爆炸研究基础,通过实验研究了适用于低渗油层水平井液态药的爆炸压裂工艺设计及试验,并探讨了井下压力及温度的计算方法。研究表明,研制的1 500~3 500 m/s低爆速液态炸药,爆炸性能设计参数适中可控,可满足不同岩层爆炸压裂产生多裂缝缝网的工艺要求;低爆速爆燃降低了对油井地层的破坏性及爆炸后对岩层可能产生的压实作用;起爆条件约10 MPa、140℃,能满足现场安全使用条件。经在CZ44-58水平井现场试验应用初步取得工艺成功,起爆后井口最大压力约21 MPa,地震动态检测反响较大,爆炸作用明显。试验证明其设计原理可行,施工工艺安全可靠、具有可操作性,为低渗水平井油层压裂改造与开发提供新的技术途径。

浅层煤层气强脉冲射孔压裂工艺试验研究

为了提高浅层、多层、薄层等低渗复杂煤层气井射孔完井及压裂改造工艺水平与效果,研究开发了强脉冲射孔与压裂复合工艺.研究表明：设计的多级压裂药与射孔枪复合结构工艺,实现了对煤层强脉冲射孔的增深增透作用,加大加深射孔孔眼约0.3～0.5倍;多组燃速压裂药对煤层形成的多级脉冲压裂作用,延长了地层裂缝;井口封闭式压裂设计提高了高能气体能量的利用率.

多脉冲压裂用于低渗煤层开发可行性分析

针对多脉冲压裂广泛地用于低渗煤层开发的趋势,从储层物性、煤岩力学性质、次级微裂缝、煤层气多重解吸作用、施工工艺成熟性、复合性和施工成本等7个方面,并结合沁水盆地3#煤层Z2-005井的压裂施工增产效果,分析了多脉冲压裂用于低渗煤层压裂开发的可行性。

煤储层高能气体加载压裂下裂缝扩展研究

针对我国煤储层的＂三低＂特性及水力压裂过程中所产生压降损耗过快及成本较高的难题,开展煤储层的高能气体压裂下的裂缝扩展研究。研究表明：高能气体压裂可在煤储层中产生以3~8为主体的裂缝网络体系,且裂缝方位不受地应力的控制,只与压裂药燃烧释放能量的方位有关,与最大能量释放的角度基本一致。这对煤层气储层的压裂开发以促进其解吸、扩散、渗流过程提供了新的研究思路。

多脉冲加载压裂激励作用下的煤层气解吸研究

针对煤层气解吸的研究现状及我国煤层气储层的特点,开展多脉冲加栽压裂激励下的煤层气解吸研究。研究表明:多脉冲加载压裂技术可在煤储层中形成缝网,使地应力得到松弛,降低了储层压力,促进煤层气吸附与解吸的动态平衡向着解吸的方向进行;在压裂药爆燃过程中产生的大量热量可使储层温度升高,加速吸附态的煤层气分子的热运动,增加其逃逸范德华分子力的束缚机率,促进煤层气解吸;燃烧产物CO_2分子可与CH_4分子发生置换作用;应力波的弹性振荡作用可解除裂隙间的堵塞物,降低毛细管作用,从而减小渗流阻力。

煤储层液体药高能气体压裂先导性研究

针对我国煤岩储层的地质特征及液体火药压裂技术的优点,开展了液体药高能气体压裂技术对煤层气开采增产机理研究。结合液体药燃烧规律,建立液体药燃烧峰值压力的三维力学分解模型,依据模型确定15°、30°、45°等夹角情况的液体用药量,根据最大拉应力准则分析压裂过程中的裂缝扩展延伸规律。研究表明:液体药压裂能够在井筒周围煤岩一定范围内产生不受地应力控制的三维裂缝,在垂直于最小水平主应力方向裂缝延伸可达20~50 m,产生的裂缝能够松弛地应力从而降低储层压力,并伴随有热作用、化学作用及脉冲振荡作用等,促进吸附态煤层气分子解吸,增加煤层气井产量。该研究不仅为液体药高能气体压裂技术在煤层气开采方面的增产提供依据,同时也为非常规天然气资源的有效开发提供了新的研究思路。

地质不确定性地层井轨迹设计的多目标优化

在不确定性地层的油田开发过程中井的布局和设计存在很大的风险,且在地质不确定性地层情况下使用手动优化会使得优化设计变得复杂而且比较耗时。实际开发中,参考模型经常是以流体模拟模型为基础所建立,但由于该模型对地层不确定性的认识不足,整个模型就可能存在巨大风险。因此,本文建立了新的井轨迹参考模型以优化目标井产量。