考虑超临界CO_(2)损伤的椭球形三维裂缝计算新模型

目前超临界CO_(2)压裂研究成果多集中于室内岩石损伤机理和劣化力学参数测试,对压裂形成的三维裂缝形态研究较少。为刻画超临界CO_(2)压裂过程的裂缝形态展布,基于Griffith断裂力学理论,建立了平面应变条件下椭球形裂缝扩展的三维计算新模型;结合前人室内测试结果,回归了岩石弹性力学参数与超临界CO_(2)多浸泡因素关联式,讨论了超临界CO_(2)压力、温度、施工排量、初始弹性模量、初始泊松比、缝内净压力、储层厚度等参数对裂缝扩展形态的影响。结果表明:针对上下存在水层的目的层采用超临界CO_(2)压裂时更应采取控缝高的措施;针对低渗储层,可优先考虑超临界CO_(2)压裂;超临界CO_(2)压裂工艺更适用于最小水平主应力大的储层;超临界CO_(2)压裂时,有助于低排量下获得相同的平均缝宽。研究成果对非常规油气水平井超临界CO_(2)压裂裂缝参数优化具有重要意义。

基于裂缝闭合理论和3D打印的导流能力预测方法

酸蚀裂缝导流能力对于酸压方案的优化和产能评估具有十分重要的意义,但是在酸蚀导流能力测试过程中存在高闭合压力下岩心柱破裂情况,影响实验数据的准确性。基于以上问题,综合采用3D扫描和3D打印技术以及受压情况下裂缝闭合理论对酸蚀裂缝导流能力进行研究。首先对岩样进行酸蚀实验,通过逆向建模技术获取到酸蚀后岩心三维模型,采用SLA3D打印技术制备含粗糙壁面的三维岩心模型,对酸蚀岩心和3D打印岩心开展不同围压下渗流实验。运用离散化数据处理方法,结合赫兹接触模型和N-K模型编写导流能力预测界面,使用数值模拟方法反映闭合应力下裂缝形变情况。研究结果表明,结合真实岩体三维数字模型及SLA3D打印技术制备真实岩样,为制作复杂裂缝岩心模型提供了有效途径;酸蚀岩心和3D打印岩心导流能力实验结果、3D打印岩心实验结果和数值模拟结果误差均小于7.7%,数值模拟与碳酸盐岩心实验值的误差小于9.6%;以低闭合压力下实验和模拟结果为基础可以预测高闭合压力下裂缝导流能力,提出的研究方法为定量化表征酸蚀裂缝导流能力提供了可靠途径。

考虑滤失的页岩裂缝内支撑剂自由沉降速度计算模型

为了研究滤失因素对支撑剂沉降速度的影响,将R-Z模型、阻力系数模型和页岩孔隙内滤失速度模型进行耦合,建立了在裂缝中受滤失影响的支撑剂沉降速度计算模型,研究黏度、孔隙半径、滑移长度和砂比对支撑剂沉降规律的影响。结果表明:随着滤失量的增加,支撑剂沉降速度在200~400 s内迅速降低;滤失会导致不同黏度下的支撑剂沉降速度发生交汇,之后黏度与沉降速度呈正相关;文中模型预测结果与前人数据相比平均误差为13.88%,验证了该模型的准确性。

基于水电相似原理的致密油水平井压后产能相似模拟

为明确实际生产中水平井压后产能与生产压力的潜在联系,基于水电相似原理的水电模拟实验平台,模拟研究不同输入压力下水平井压后产能的变化规律。结果表明:致密油生产压力从模型边界到裂缝中心处压力呈下降趋势,且横向下降趋势比纵向下降趋势更为明显;随着压后生产进行,电压不断下降,相同地层位置的压力随着输入电压的下降而逐渐下降,模拟电压越大其等压线数值的变化幅度越大,但等压线整体分布规律受影响较小,稳定性较强;整体来看,致密油压后产能随生产压差的增大而增加,但在同等电压增量下产能的增速和增量将逐渐变缓。该研究方法可为致密油水平井压后产能预测提供新思路。

不稳定试井技术研究进展及发展趋势

为更好监测油气藏生产动态,提升油气田试井产能,梳理了4种常用不稳定试井技术的原理、解释方法及应用效果,分析了不稳定试井技术存在的问题,并提出了未来的重点攻关方向。结果表明:目前常用的不稳定试井技术主要存在井间干扰现象严重、试井曲线特征复杂、试井解释准确率低且复杂断块油藏常规试井效率低和损耗大等问题;数值试井、垂向干扰试井及低频脉冲试井等新型试井技术可解决常规不稳定试井技术存在的问题;不稳定试井技术下步发展趋势是深层超深层测试工艺、低渗致密储层测试资料评价、压裂效果评价及资料的综合应用等方面,可着重于数值试井、多分层试井等方面的技术攻关。通过对不稳定试井技术的综合剖析,可对现场测试提供技术参考,并为后续技术发展提供新视角。

基于OpenCV图像处理的支撑剂颗粒圆度和球度检测方法

为提升检测效率和检测精度,提出了基于OpenCV图像处理的支撑剂颗粒圆度和球度检测方法。该方法使用OpenCV算法,综合考虑图像的背景颜色和图像中颗粒的多样性等各种因素的影响,优化处理算法,提高检测有效性和图像处理效率。在检测过程中,新出现的影响因素还可对算法进行优化,具有很好的可调节性。将检测数据与标准模板相比较,结果证明该检测方法具有可行性和有效性,为支撑剂颗粒的圆度和球度检测提供了新路径。

考虑蚓孔的碳酸盐岩酸化产能计算新模型

针对碳酸盐岩基质酸化产能常规计算方法未能考虑酸蚀蚓孔数量和酸蚀蚓孔渗流特性影响这一问题,开展了考虑蚓孔的碳酸盐岩酸化产能的研究,研究中采用了径向蚓孔生长理论模型和蚓孔区等效渗透率模型,建立了考虑蚓孔的碳酸盐岩酸化产能计算新模型。由室内碳酸盐岩岩芯15%盐酸驱替实验结果,优选了最优的注酸速度及蚓孔突破时酸液注入的孔隙体积倍数,计算了有效主蚓孔的长度和直径、蚓孔区等效渗透率和酸化产能,结果表明新模型计算的产能与真实定压求产的产能相当,为碳酸盐岩酸化产能预测提供了一种新的理论方法。

页岩气体积压裂支撑裂缝长期导流能力研究现状与展望

水平井分段压裂形成复杂体积缝网是页岩气有效开采的关键技术之一,复杂体积缝网依靠支撑剂支撑并成为页岩气渗流的重要通道。支撑裂缝长期导流能力是影响页岩气压后产能的重要因素,而关于页岩气体积压裂支撑裂缝长期导流能力的研究尚未形成统一认识。通过分析国内外最新研究动态,阐述了支撑剂支撑裂缝长期导流能力研究的重要性;分析了目前国内外关于支撑剂长期导流能力的实验测试与理论预测方面的研究成果;剖析了非达西渗流效应、多相渗流效应、地层水性质等特殊因素对长期导流能力的影响程度;提出了页岩气体积压裂支撑裂缝长期导流能力研究方向的着重点。

页岩Ⅰ型断裂韧性的分形计算方法与应用

水平井分段体积压裂是页岩气商业规模开发的重要工艺措施,如何评价页岩储层可压性是该工艺成功的关键。页岩断裂韧性是可压性评价的重要支撑参数,从I型断裂裂纹(裂缝)微观形态入手,结合断裂力学理论和分形理论,建立了页岩I型断裂韧性分形计算方法;借助晶体劈裂功法计算页岩表面能,采用密度、声波时差2种参数获取计算结果,对比分析新的分形方法计算数据、传统方法预测数据与试验测试数据,新的分形方法计算平均误差为3.63%,传统预测方法平均误差为?10.53%,验证了方法的准确性;参考实例水平井测井解释数据,计算了水平段I型断裂韧性指数的全井筒连续性剖面,结合可压性级别与较大储层改造体积概率关系,优选可压性级别为III级及II级改造。建立的页岩I型断裂韧性分形计算方法对定量评价页岩储层可压性具有重要意义。

考虑非达西和气水相渗的页岩气支撑裂缝缝内气相导流能力研究

水平井分段压裂是页岩气有效开采的关键技术之一,压后支撑裂缝成为页岩气渗流的重要通道。页岩气压后产量大,并伴有压裂返排液或地层水的产出,缝内呈现非达西气水两相渗流状态。本文通过修正支撑裂缝导流能力的测试行业标准,建立了气测非达西渗流支撑裂缝导流能力计算模型,通过实验数据证实了考虑非达西效应后导流能力下降幅度约为50%;同时本文基于支撑裂缝气水两相渗流相渗计算公式预测了不同含水饱和度和束缚水饱和度下气相导流能力均呈现不同程度的下降趋势;研究认为页岩气压裂施工设计时不宜采用传统行业标准进行优化,应确定支撑裂缝导流能力的真实值。

基于水力压裂裂缝扩展规律的天然气开发应用

为进一步探究致密砂岩地质环境下的天然气资源开采工作注意事项,以西南地区某地致密砂岩地质环境下的天然气田为研究案例,应用ABAQUS数值模拟分析软件,结合前期地质勘查资料展开较为详细的建模分析,重点探究了应用水平井分段压裂技术开采时,水力裂缝长度和分段间距两项关键指标对开采效果可能造成的影响。结果显示,在实际开采过程中,应当控制井壁处诱导应力差值,避免其过大或过小,因而也需要避免水力裂缝长度和分段间距过低或过高;相对而言,控制水力裂缝长度为100~200 m内,且控制分段间距为50~100 m时,有利于致密砂岩地质环境下的复杂裂缝的产生,此时对开采工作也相对较为有利。

基于最优裂缝导流能力的水平井压裂后生产指数预测新方法

生产指数是水平井压裂后生产能力评价的重要指标,目前非常规油气水平井压裂后产能预测方法较复杂,参数较多,需进一步优化设计。基于统一压裂设计理论的支撑剂指数法,借用支撑裂缝流动效率优化无因次裂缝导流能力及无因次生产指数,采用多元线性回归方法建立了水平井长度、裂缝半长、裂缝条数、井控边界、储层厚度5种因素影响下的最优无因次裂缝导流能力及无因次生产指数计算模型。结果表明:利用新建模型回归的最优无因次裂缝导流能力多元线性方程决定系数R2为0.933,回归的无因次生产指数多元线性方程决定系数R2为0.980,平均相对误差均小于5%,与传统预测方法相比,精度有了明显的提高。敏感性分析结果表明,生产指数与水平井长度、裂缝条数、裂缝半长和储层厚度呈正相关,与矩形渗流区域长度呈负相关,其中与裂缝条数的关联性最强。研究成果对快速实现非常规油气水平井压裂后产能准确预测、经济评价和施工参数优化都具有重要意义。

考虑滑移效应的页岩基质纳米孔隙中压裂液滤失速度分形计算新模型

页岩气水平井分段压裂后,大量滑溜水被滞留在页岩基质纳米孔隙中,对压后产量的长期稳定性影响较大。以页岩基质的复杂纳米孔隙结构的分形特征和受限性为基础,考虑受限纳米孔隙空间内滑溜水流动的滑移效应和毛细管压力作用,建立了反映页岩纳米孔隙中的压裂液滤失速度分形计算新模型,新模型与经典滤失速度在机理方面存在一致性。分别讨论了滑移长度、压裂液黏度、基质纳米孔隙半径、毛细管压力等4个因素对滤失速度的影响:滑溜水滤失速度随滤失时间增加而降低,最后趋于稳定;纳米基质孔隙中压裂液滑移效应不容忽视,滑移长度越大,滤失速度越大;滑溜水压裂液黏度越大,流体流动阻力亦越大,滤失速度就越小;基质纳米孔隙半径越小,滤失速度越小,其降低幅度也越快;毛细管压力越大,滤失速度越大,其降低幅度也越慢。该研究结果可为页岩气压裂后返排与焖井制度及优化提供理论参考。

浅析滤失性研究现状

压裂酸化是目前油气田增产的主要手段,而压裂液/酸液的滤失性是影响增产措施成败的一个重要参数。在国内外大量文献调研的基础上,系统地阐述各种滤失性的计算方法和数学模型,分析总结各种模型的适用性及其优缺点,并提出滤失性研究亟待解决的问题和以后的发展方向。

基于平面应变和沿晶断裂条件下剪切滑移作用的页岩可压性评价方法

水平井分段压裂可使人工裂缝与页岩发育的大量天然裂缝、层理等结构弱面相交形成复杂缝网,剪切滑移型裂缝是缝网的重要组成部分,寻求由页岩剪切滑移作用主导的可压性具有重要意义。考虑真实页岩破坏的平面应变和沿晶断裂条件,从裂纹(裂缝)微观形态入手,建立了断裂韧性计算方法;该方法的计算结果与实验测试结果对比,平均误差为2.93%;以某页岩气水平井测井数据为基础,绘制了基于断裂韧性指数进行可压性评价的全井筒连续剖面,对比压后测试结果,证实该可压性评价方法的可靠性,为页岩气高效开发提供理论参考。

含非烃类气体偏差系数修正方法对比研究

天然气偏差系数在天然气工业中是重要的研究参数之一,采取实验方法测定具有耗时长、花费大等缺点,尤其是对含有H2S、CO2和N2等非烃类气体的天然气。本文基于DAK11参数法,分别采用Wichert-Aziz法、GXQ法和CKB法三种修正方法对文献中201个实验点计算,对比实验测定值分析:Wichert-Aziz法修正的相对误差最小,GXQ法修正的相对误差和无修正的DAK法相对误差次之,CKB法修正相对误差误差最大。

考虑启动压力的致密油水平井分段压裂后渗流规律电模拟

水平井分段压裂技术是致密油开采获取经济产量的有效手段,同时需克服启动压力后才能保障完整的渗流过程。基于水电相似原理,采用二极管击穿电压模拟致密油启动压力,自研了一套考虑启动压力的致密油水平井分段压裂后渗流规律电模拟装置。通过模拟结果分析,考虑启动压力后,变相地减少了致密油藏供给边界压力;致密油渗流过程压力损耗主要包括启动压力和基质渗流阻力。

石油与天然气工程专业学位研究生工程伦理课程教学效果评价

工程伦理课程作为一门以理论实践型为主的工科类课程,其对工程活动中规避风险以及顺利实施有不可或缺的作用。石油与天然气工程专业学位研究生接触具有专业特色的相关工程活动较多,面临更多的风险和伦理,如何规避和选择尤为重要。通过分析国内外相关高等院校开设工程伦理课程的现状并结合我国实际情况,认为教学过程中存在课程重视度不够、开课周期短、教学形式单一等问题,教学效果有待进一步提高。本文以我校石油类专业学位研究生为调研对象,以问卷调查的方式调研学生对于工程伦理课程教学效果的评价。调查问卷分主观题和客观题两部分,共计收回调查问卷104分,通过问卷调查的方式,可为工程伦理课程教学的持续改进提供理论指导。

管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积规律

管道中多相流动条件下的水合物生成和沉积会形成流动障碍,影响正常的油气生产和运输作业。基于水平环状流气主导体系中水合物易在气相中夹带的液滴中形成或者在管壁上生成的特点,建立管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积模型,分析了水平环状流中不同影响因素下的水合物沉积规律。结果表明,在水平环状流中,随着含水率和过冷度的增大,水平环状流中管壁上的水合物沉积速率逐渐增大,最大沉积速率增至原来的3倍,发生水合物堵塞的风险增大;由冷凝水生成的水合物沉积会随着时间的增加而增大。本研究可为后续相关的水合物堵塞以及水合物防治提供理论参考,具有重要的应用价值。

气流量对水合物堵塞影响的试验研究

天然气在生产过程中容易生成水合物使气井停产,确定流动情况下水合物生成条件是防止水合物生成堵塞管线技术的主要参数。采用自研的动态水合物试验装置对天然气水合物在流动条件下进行了动态试验,并与静态试验数据进行对比分析。结果表明,水合物动态堵塞温度点比静态生成温度点低,气流量越高,水合物生成堵塞温度点越低,越不易堵塞。