冲击压裂技术促进页岩油储层缝高扩展的可行性

应用吉木萨尔芦草沟组储集层露头制备层状试样开展水平井压裂物理模拟试验。通过恒速注入和快速释放累积高压获得2种增压状态,分别对应于常规和压力冲击条件。结果表明:恒速注入条件下露头破裂压力小于15 MPa,倾向于形成近井筒纹层缝,裂缝高度受限;在压力冲击条件下,井底压力远超岩石常规破裂压力,所形成裂缝高度大幅提高;冲击压力对裂缝高度影响显著,冲击压力32 MPa条件下裂缝平均高度较恒速注入压裂增长41.2%,冲击压力55 MPa条件下裂缝高度较恒速注入压裂增长1.28倍;冲击次数的提高一定程度上可增加裂缝高度,3次冲击压裂较1次冲击压裂裂缝高度增长50%。

冲击压裂下钻孔极限力学行为规律研究与应用

为了研究冲击载荷压裂作用下孔壁受力特征,采用理论分析和试验方法开展不同冲击载荷下孔壁力学行为研究,推导出裂隙的体积应变方程,获得不同冲击载荷下孔壁强度、应变和渗透性变化规律;通过现场抽采实践,探究不同冲击载荷影响钻孔抽采的影响。结果表明:对比p<1.0 MPa试验曲线,当1.0 MPa≤p<10.0 MPa时,试件最大强度降低38.5%,最大应变增加19.5%,最大应变率增加43.4%,试件横、纵裂隙发育,形成径向和环向的裂隙网,渗透通道和数量增加,渗透率呈线性上升;当p≥10.0 MPa时,试件发生冲击破裂,冲击载荷释放,裂隙发育稳定,渗透率趋于稳定;当p=5.0 MPa的钻孔瓦斯抽采时效性是p=0.5 MPa和p=15.0 MPa的2.0倍和3.0倍,初始抽采量是其他两种的1.2倍和2.4倍,在介于极限抗拉载荷和极限抗压载荷之间的冲击载荷作用下,钻孔具有较高透气性和较好稳定性,表现出了高渗透性、高时效性的抽采特征。

水力冲击压裂及强负压解堵技术在曙光油田的应用

在油井的钻完井、修井及生产过程中,产生的任何阻碍油、气流入井底的附加原因均称之为油气层的污染或损害。曙光油田开发已近四十年,油层在开采过程中受到越来越严重的伤害。水力冲击压裂及强负压解堵技术通过将强负压解堵与水力冲击解堵有机组合,可更加经济有效地解决油层污染问题,提高油井生产效果。

高能冲击压裂泄油技术在锦150断块的应用

锦150断块为低孔、低渗透油藏,储层物性较差,原油含蜡高,油井表现为低产能。为此,引进了高能冲击压裂泄油技术。该技术将高能气体压裂与小型酸化相结合,可清除油层近井地带的污染及堵塞物,同时对裂缝进行溶蚀扩展,进一步扩大处理半径、提高地层导流能力;能够有效解除低渗透油藏的各种堵塞,不会造成地层的二次污染,较单一解堵技术措施效果更好。根据锦150断块的特点,对高能冲击压裂泄油工艺做相应的改进,并将改进后的工艺在该断块实施10井次,措施有效率100%,累计增油4 617 t。因此,高能冲击压裂泄油技术是低渗透油藏有效的增产措施。

冲击压裂缩尺混凝土试件室内实验研究

通过对缩尺混凝土板体在冲击荷载作用下的破坏行为进行研究分析,实现对室外冲击的模拟。试验以几何相似为准则,采用类落锤装置提供冲击荷载,通过控制落锤冲击次数,对缩尺板体进行固定位置的冲击破坏,并运用动态观测技术对试件上不同测试点进行观测,以达到研究板体破坏特性的目的。实验表明,冲击压裂合适尺寸的缩尺混凝土板体能够很好地模拟冲击破碎情况;在板体未破坏之前,测试点最大应变响应值与冲击次数呈现出线性的增长;当板体区域刚开始发生结构变化时,变化区的测试点应变响应就会达到其测试峰值;板角,板边和板中对角线上的测试点的应变响应增减量变化与测试区域的破坏状态有关。

水力冲击压裂技术地面打靶模拟实验研究

为确保水力冲击压裂技术安全高效应用于海上油田,根据水力冲击压裂作用原理,设计了水力冲击压裂地面打靶模拟实验装置,同时建立了实验数学模型,对技术造缝情况及增压效果进行了直观实验模拟。实验结果表明,水力冲击压裂技术增压效果明显,峰值压力监测值与建立的实验数学模型模拟值相对误差小于5%,验证了地面模拟实验装置的合理性及数学模型的准确性;三组水泥靶实验后均形成了贯穿靶体的两条对称裂缝,直观验证了水力冲击压裂技术的造缝效果。研究成果为海上油田矿场应用峰值压力设计及冲击片破裂压力设计提供了重要理论依据,对丰富海上油田低渗储层增产技术手段具有重要指导意义。

旧水泥混凝土路面冲击压裂技术探讨

结合工程实例,介绍了旧水泥混凝土路面板破碎的机械,结合冲击压裂技术的机理及施工控制标准,阐述了旧水泥混凝土路面的破碎施工方法,指出使用冲击压裂技术具有节约成本,防止反射裂缝产生的优势。

水力压裂分布式光纤传感联合监测技术研究进展

水力压裂分布式光纤传感监测技术已成为非常规储层开发的重要技术之一,为使业界进一步明确和了解不同类型传感技术的物理机理、技术特性和理论模型,促进该技术更加快速有效地推广和应用,本文针对分布式温度传感(DTS)、分布式声波传感(DAS)和基于瑞利频移的分布式应变传感(DSS-RFS)3种技术在水力压裂监测中的应用情况,从不同传感技术的物理机理和主流安装方式出发,系统地总结分析了各类传感技术现场应用的典型案例和技术特点,以及对应的监测解释理论模型的研究现状。最后结合水力压裂监测矿场实验的最新实例,总结了未来开展水力压裂分布式光纤联合监测的技术思路。研究结果表明:(1)水力压裂分布式光纤传感联合监测技术能够在压裂工艺设计、裂缝扩展反演、邻井干扰监测和压后效果评价等诸多方面提供重要的实时数据和解释结果,不同类型传感器所对应的理论模型有不同程度的发展;(2) DTS本井温度监测是水力压裂光纤监测和评价的重要组成部分同时具有一定程度的多解性,DAS邻井应变率监测和DSS-RFS本井应变监测能够直接反馈裂缝扩展和裂缝演化过程中的相关应变,今后将成为水力压裂裂缝评价的重点发展领域;(3)分布式光纤传感技术在未来的有效应用除了需要发展更加准确高效的机理模型外,同时也有赖于大数据处理和深度学习算法与之高度融合,从而实现监测过程的数据筛选、模式识别和关键参数的快速反演。结论认为,科学有效地设计和采用多种分布式光纤传感对水力压裂过程和压后生产过程进行联合监测和数据分析解释,可在很大程度上实现压裂液/支撑剂分布、暂堵转向、级间干扰、压裂冲击和裂缝形态的解释分析,以及压后生产剖面反演和裂缝有效性分析,为分布式光纤传感技术在我国非常规资源开发中的应用提供了技术参考。

引“龙”出“洞”的压裂术

人工压裂缝是引油龙出孔洞的增产油气技术。现行的压裂术有爆炸压裂、冲击压裂、热力压裂和水力压裂4种。爆炸压裂:炸药在井筒内的油气层中引爆,在爆炸点周围形成辐射状的裂缝系统。这种裂缝主要是由于爆炸是高速的压裂,使油气层储集岩粉身碎骨,故往往造成井身损坏。

不同温度-冲击载荷下煤的渗透率演化规律研究

为了探究不同温度-冲击载荷复合场下煤孔压裂后渗透率变化规律,基于分形理论和经典模型,分析极限冲击载荷和温度引起煤的静态应变和动态应变,推导复合场煤的渗透率模型,利用不同温度-冲击载荷下冲击-压裂渗流实验,了解煤孔压裂时渗透率随温度和冲击载荷变化规律情况。结果表明:当压力<1.0 MPa时,受温度-冲击载荷影响,渗透通道变窄,煤渗透率随冲击载荷升高逐渐降低,随温度升高逐渐下降并趋于平缓;当1.0 MPa≤压力<10.0 MPa时,受冲击载荷作用,导致渗透通道变宽、数量增多,渗透率随冲击载荷增加呈近似指数上升趋势;当压力≥10.0 MPa时,冲击载荷达到极限抗压载荷,煤发生压裂破碎,冲击能量释放,裂隙结构稳定,致使渗透率趋于稳定;复合场作用下,煤孔冲击压裂经过敏感温度渗透和敏感冲击载荷渗透2个阶段;新模型计算数值与试验值基本相同,较好呈现不同温度-冲击载荷下煤孔压裂渗透率变化规律;煤孔压裂煤在较小冲击载荷作用下,渗透率降低,产生滑脱效应;冲击载荷达到煤极限抗拉载荷后,煤内部发生径向和环向破裂,滑脱效应减弱,渗透率增加。

公路水泥混凝土路面再生利用技术探讨

水泥混凝土路面再生技术的应用,不仅解决了环境问题,而且节省了造价,节约了资源。详细介绍集中破碎再生利用、共振碎石化再生利用、多锤头碎石化再生利用、冲击压裂再生利用及板式打裂压稳再生利用五种水泥混凝土路面再生利用技术,从技术原理、适用性与经济性等方面进行综合比较,提出了五种技术的适用范围。

锦州油田解堵技术综述

锦州油田多数区块已进入高轮次采油阶段,油层堵塞已成为影响油井生产的主要问题之一。本文分析了油层堵塞原因,针对不同的堵塞采用相应有效的解堵方法,对以机械杂质、无机盐垢堵塞为主的井采用水力冲击压裂——化学复合解堵、压力脉冲解堵;对于以胶质、沥青质、乳状液堵塞为主的井,采用复合固体酸解堵;对于新井、侧钻井等以泥浆污染为主,采用酸化解堵技术。介绍了各技术的原理、主要技术参数、技术创新点、应用情况及取得的解堵增油效果。

Controlling roof with potential rock burst risk through different pre-crack length:Mechanism and effect research

Roof pre-splitting is an effective method to control the roof with potential rock burst risk.In this study,three-point bending tests were carried out by using fine sandstone specimens with different pre-cracked lengths as test objects,and digital speckle correlation method(DSCM)and acoustic emission(AE)technology were used to track the entire process of crack propagation.The effect of pre-cracks on the fracture of rock beams was evaluated,and the mechanical mechanism of the rock beam fracture process was analyzed.The rock beam pre-splitting design method was developed,and the application effect of the method was proved by the microseismic monitoring data obtained from the 10303 working face of Jining No.2 coal mine in China.The results show that the loading time history curve of pre-cracked beams exhibits obvious residual characteristics.Compared with the intact rock beam,the tensile strength,and maximum tensile strain of 35 mm pre-cracked rock beam are decreased by 32.4% and 33.1%,respectively and the acoustic emission b value is increased by 30.2%.According to the pre-splitting design method of rock beam,the maximum and average microseismic energy of the 10303 working face after pre-splitting construction are reduced by 25.6% and 6.4%,respectively,with excellent prevention and control effect of thick roof.