体积压裂复杂裂缝开启力学条件研究

通常针对具有天然裂缝的储层进行压裂时,沿裂缝壁面的天然裂缝产生的裂缝主要有两类,张性裂缝与剪切裂缝。在不同应力状态下,不同方向的天然裂缝扩展为张性裂缝所需要的力学条件不同。分析表明,在水平最大主应力为最大应力的状态下,垂向裂缝能够开启的角度范围不大,但是容易出现水平裂缝,裂缝网络纵横交错,且倾向于沿储层横向发展;而垂向应力为最大主应力的条件下,裂缝网络倾向于沿储层纵向发展。因此,详细分析储层的地应力状态至关重要。通过剪切裂缝的开启力学条件分析可知,理想垂直裂缝开启后,影响剪切裂缝开启的因素是最大主应力、垂直应力的大小,与最小主应力无关。假设各个方向的裂缝均有开启,则裂缝壁面上开启剪切裂缝的净压力与三个主应力之间的两两差值有关,只要有一组差值达到开启条件(虽然比较小),则存在剪切裂缝开启的可能性。

塔河缝洞型超稠油油藏二氧化碳驱实验研究

塔河油田YQ区块是典型的碳酸盐岩缝洞型超稠油油藏,其溶洞分布的随机性和裂缝尺度的多样性使常规开采方式无法取得理想的效果。由于CO_2特殊的物理和化学性质,使注CO_2成为一种新型开采缝洞型超稠油油藏方法。结合YQ区块油藏特点制作了缝洞岩心模型,开展了不同注入压力和注入量的CO_2驱油物理模拟实验,并对气窜后原油和产出气进行气相色谱分析。实验结果表明:注气压力过高或过低都会导致原油采收率降低;注气压力为53 MPa,注气量为6.5倍孔隙体积时最为经济合理;气窜后CO_2对该区块超稠油抽提作用主要是抽提组分C_(20)—C_(31)。依据气油比和原油采收率曲线图,建议现场注气时,当油井气油比超过2 700时关闭该油井。

呼图壁储气库气井冲蚀规律初探

对于地下储气库而言,由于强注强采,高速流动的气体对管柱产生的冲蚀磨损是影响气井管柱寿命的重要因素。针对气井冲蚀问题,研究了材料冲蚀的不同内在机理,包括微切削理论、基于单点冲蚀的切削模型、锻造挤压理论、变形磨损理论、二次冲蚀理论和弹塑性压痕破裂理论。结合呼图壁储气库气井实际管柱结构与生产状况,认为微切削理论和变形磨损理论是主要的冲蚀破坏机理,并指出了管柱和井下工具不同部位所适用的不同的破坏机理。分析了造成气井冲蚀的影响因素,主要包括粒子的冲蚀角度、冲蚀速度、粒度、砂粒含量以及材料的硬度、弹性模量、类型、腐蚀对冲蚀的影响、环境温度等,并针对呼图壁储气库的实际情况,提出了减少甚至避免气井冲蚀的具体防护措施。呼图壁储气库优选的改良型13Cr气井管柱,具有良好的耐冲蚀性能。

射孔对水力压裂多裂缝的影响

为了深刻认识射孔方式如何影响水力压裂的多裂缝问题，在对已报道的实验结果及文献的研究基础上，采用了理论模拟、实例剖析、归纳总结等手段，得到以下结果：（1）射孔方式影响人们对压裂施工压力的大小与多裂缝条数多少的判断。不利的射孔深度、射孔方式能够增加施工压力，影响对等效裂缝条数的判断，减小裂缝的有效宽度，造成加砂压裂困难。（2）射孔方位与多裂缝的形成密切相关。对于具有不利的地应力对比的构造或改造目的层而言，能够造成同方位的多裂缝，导致加砂压裂困难，此时应根据地应力状态选择合理的射孔方式；不同的射孔方式还可能直接造成不同方位的多裂缝，影响压裂改造的效果.（3）射孔长度影响多裂缝的条数.对于裂缝性地层而言，射孔长度与多裂缝条数有着直接的关系，同样影响着加砂压裂的成功不否，而适当缩短射孔段长度对石炭系地层的压裂改造有着积极的意义。结论为：射孔对水力压裂改造中的多裂缝现象具有重要的影响和支配作用。

容量法测原油酸值方法的改进

以GB/T 18609(电位滴定法)测得的原油酸值为标准值,对GB/T 264(容量法)进行改进,并对该方法进行了误差分析。GB/T 264改进后,测得结果的重复性和准确度都有所提高,测得结果的真实性与重复性均可满足生产要求。

超支化多糖聚合物凝胶体系研究及性能评价

针对伊拉克艾哈代布(AHDEB)油藏高矿化度(8×10~4 mg/L)及水平井的特点,研制了一种以超支化多糖聚合物(CDT)为主剂、酚醛(FQ)为交联剂、硫脲(LN)和Na_2SO_3(NS)为助剂的凝胶体系,并利用岩心物理模拟实验对其调剖性能进行了评价。实验结果表明:该凝胶体系成胶时间及成胶强度可控,成胶时间3~7d、成胶强度达D^F级。用于AHDBE油田的最佳配方是:CDT 2 250mg/L+FQ0.8%+NS 250mg/L+LN 100mg/L。该凝胶体系具有较好的注入性及封堵性,封堵率能达到98%以上;且用渗透率级差为28.52和74.23的两组人造岩心进行剖面改善实验后,高低渗透层的吸水剖面得到了明显的改善,且对低渗透层伤害率低。该调剖剂能满足高矿化度油藏深部调剖的需求。

模拟研究干热岩开发裂隙流体温度的影响因素

干热岩是一种新型能源,其应用原理是在地层中不渗透的干热岩体内形成热交换系统,取出热水,进行发电或取暖等。我国高温岩体干热岩地热资源储量丰富,地壳深层岩体温度高。发达国家已经掌握了干热岩发电的基本原理和基本技术,我国在其开发利用方面处于探索阶段。干热岩开发经常采用一注一采系统或一注三采系统。FLUENT程序软件能够模拟裂缝内温度场。通过研究,比较不同类型井网裂缝对冷水的升温规律,量化裂缝长度、宽度、注入排量等。分析表明:①裂缝的宽度决定了合理注入排量。裂缝宽度越大,能够使得足够多的流体升温到与基岩一样的温度,即合理注入排量越大。同时增加裂缝宽度,有利于降低泵注压力,减小泵动力消耗。②对于不同的裂缝宽度及不同的流量,裂缝长度必须达到一定程度后,水温才能升高到与基岩一致;裂缝宽度越小,在给定的排量下,达到最高温度所需要的裂缝长度越长。③针对一注一采井网,在既定条件下,当井间裂缝长度(井间距)为300m,裂缝宽度为6mm时,合理排量可达1.2方/分。④比较一注一采与一注三采井网,由于接触面积增加,后者能满足更高排量液体升温的需要。

呼图壁储气库气井管柱大小优选研究

根据储气库地质配产配注要求,优选出合理的气井生产管柱大小,是呼图壁气田改建地下储气库满足应急调峰配产能力以及长期稳定生产的重要保障。为优选气井管柱管径大小,针对不同大小的管柱,本文从下列因素出发来考虑:不同地层压力下的单井注采能力;注气时井口压力的大小;不同管柱的防冲蚀能力;不同管柱的携液能力以及管柱强度。在上述模拟计算的基础上,结合地质配产大小,对不同尺寸管柱的总体适应性进行了评价。研究表明,按照地质配产,储气库在最大应急产量与调峰产量运行时,若生产管柱管径较小(Ф88.9mm)将产生冲蚀危害,即采用较小管径的管柱,其临界冲蚀产量小于应急配产产量与调峰配产产量。而采用Ф114.3mm管径的管柱则能够完全发挥气井最大产能,消除冲蚀危害,确保储气库调峰配产与应急配产,同时其携水能力与管柱强度都满足。

干热岩压裂开发技术现状及展望

干热岩的应用原理是在地层中不渗透的干热岩体内形成热交换系统,取出热水进行发电或取暖等。我国高温岩体干热岩地热资源储量丰富,地壳深层岩体温度高。发达国家在干热岩发电的基本原理和基本技术方面有相当大的进展,而我国在其开发利用方面处于探索阶段。干热岩开发经常采用一注一采系统,也有一注三采、二注一采系统。一注一采系统在执行过程中,大都经过了后期的调整,即重新钻一口新井,钻入老井压裂形成的裂隙系统中。一般而言,地应力状态决定裂缝形态是水平裂缝还是垂直裂缝,继而决定了采用一注一采或其他井网形式。注入井与生产井都需要适当规模的压裂,在地层中制造出一定规模的裂缝,造成井与井之间裂缝的连通。天然裂缝在裂缝延展方面具有控制作用,微震监测技术在判断压裂激发方面具备关键作用。干热岩开发的独特机理包括造缝机理、注采井裂缝连通性要求、井与井之间的距离、布井先后顺序等。目前,干热岩开发还有一些技术难点需要解决。

应力诱导对压裂裂缝延伸的复杂影响研究

水力压裂裂缝起裂和扩展机制研究是指导优化压裂设计,提高储层改造效果的基础。诱导应力场和原始地应力场共同作用,影响裂缝的持续起裂和延伸。根据裂缝诱导规律,研究了整个平面上的应力变化情况。结果表明:距诱导源裂缝距离一定时,受到诱导后地应力差最小的地方,是在纵向上距离井筒有一定距离的地方;最佳破裂点所在平面距离诱导源裂缝的距离介于H/4~H/2;净压力增加后,产生新裂缝的条件更佳;与缝口相比,在裂缝延伸方向上的各点,应力干扰效果较差;受到诱导影响的邻缝闭合应力增加,导致井口施工压力增加;被诱导裂缝反过来对诱导裂缝的延伸产生了相同的诱导影响。为了达到体积压裂的效果,应采取提高净压力、优化簇间距、优化簇数、投入小颗粒暂堵剂等工艺措施。