电磁加热协同纳米颗粒低成熟度陆相页岩油热解实验研究

我国中—低成熟度页岩油储量巨大,是缓解能源供需矛盾的重要非常规资源(郑瑞辉等,2023)。低成熟度页岩油在储层中以固态干酪根形式赋存,目前缺乏高效的开发技术手段。电磁加热不受页岩储层低孔、低渗的影响,能够作用于干酪根将其热解为油气。笔者等以低成熟度陆相页岩为对象并提取干酪根样品,系统开展电磁加热协同纳米催化干酪根热解实验研究.

沉积环境对细粒沉积岩微观结构的影响——以鄂尔多斯盆地延长组7段页岩为例

细粒沉积岩微观结构特征是岩石的基本属性,影响细粒沉积岩的物理化学行为。以鄂尔多斯盆地延长组7段页岩为例,根据多尺度多视域扫描电镜拼接和图像识别技术,分析细粒沉积颗粒的几何形貌特征,探讨沉积环境对细粒沉积颗粒几何形状和排列结构特征的影响。结果表明:研究区半深湖—深湖相细粒沉积颗粒为细颗度(2~3μm)、扁平和棱角形,颗粒沿某一段连续区间呈定向分布,强度分布呈扁平的仿锥状,定向排列程度好;浅湖相细粒沉积颗粒为中细颗度(2~8μm)、扁平和棱角形,颗粒沿某一区间呈尖状分布,规律性不明显,定向排列程度中等;三角洲相细粒沉积颗粒为细粒度(8~12μm)、似圆形,颗粒分布杂乱无章,强度分布呈似圆形或椭圆形。颗粒周长棱角性指数和扁平度越好,越有利于定向排列结构的形成;颗粒各向异性率和粒度越大,越不利于定向排列结构的形成。该结果有助于了解细粒沉积岩的微观结构特征,建立岩石微观结构和宏观结构的联系。

基于纳米压痕和FE-SEM技术探究页岩页理结构对其微——宏观力学行为的影响

页岩颗粒具有多变的几何形状与复杂的排列组合方式,在宏、细及微观尺度上分别体现为层理、层偶及颗粒的定向排列结构。笔者等以鄂尔多斯盆地长7页岩为研究对象,基于大量的扫描电镜图像确立了颗粒粒度分布分形维数、颗粒与孔隙定向分形维数等刻画页岩颗粒定向排列的指标.

滑溜水压裂裂缝内砂堤形成规律

页岩气压裂施工规模大,常采用摩阻较低、容易沟通天然裂缝的滑溜水作为压裂液,但滑溜水黏度低,携砂能力差。采用透明平行板垂直裂缝物理模型,对滑溜水压裂过程中支撑剂在裂缝中的铺置过程进行了模拟。记录不同时刻砂堤的几何形态,对砂堤的形成规律进行分析。根据实验结果,将砂堤形成过程分为3个阶段,并分别给出了每阶段砂堤形态的计算公式。将支撑剂沉降模型、平衡高度计算模型及砂堤形态计算模型相结合,编制了计算程序,程序计算结果与实验数据有较好的一致性,可为滑溜水压裂设计及施工提供一定的指导。

水平井整体压裂矩形联合井网电模拟试验研究

水平井压裂以往只是作为单井增产的一项措施,没有考虑其对注采井网的影响。鉴于此,对水平井注采井网的整体压裂进行了研究。从压裂技术角度考虑,设计了水平井整体压裂矩形联合井网,应用水电相似原理,通过电模拟试验,研究了水平井整体压裂矩形联合井网的渗流场特征和水平井压裂产能,并对裂缝参数进行了优化设计。结果表明:水平井矩形联合井网注水压力波及范围扩大,产能增加1.5～2.0倍;裂缝数量增加有利于提高注水效率,在水平段长度相同的情况下,每增加1条裂缝,油井就增产0.3～0.5倍;注水水平井的水平段越长,水驱前缘波及范围及水驱控制程度越高。研究结果表明,水平井整体压裂矩形联合井网比普通井网有较大优势。

页岩储层裂缝网络导流能力实验分析

为评价页岩储层压裂后形成的复杂裂缝的网络导流能力,改造常规裂缝导流仪,设计适合评价页岩裂缝网络导流能力的导流室,利用大理石和高硬度支撑剂组建不同结构的裂缝网络模型,进行裂缝网络导流能力实验,分析不同形态裂缝对裂缝网络导流能力的影响.实验结果表明:当裂缝宽度接近天然裂缝宽度时,平行于渗流方向的垂直裂缝对导流能力影响最大.现场施工时可使用较大铺砂浓度以增加裂缝宽度;压裂设计优选目标依次为平行于渗流方向的垂直裂缝、平行于渗流方向的水平裂缝和垂直于渗流方向的垂直裂缝.该研究结果为页岩储层压裂施工提供理论参考.

页岩气藏压裂支撑剂沉降及运移规律实验研究

页岩气资源储量巨大,但由于页岩渗透率低,往往需要压裂才能有效开采。滑溜水压裂有利于形成复杂的裂缝网络,是中外页岩储层压裂改造首选的压裂液体系。由于滑溜水粘度低,携砂能力差,增加了滑溜水压裂的风险。中国在该领域的研究尚处于起步阶段,尤其对滑溜水携砂支撑剂沉降及运移规律的研究更少,同时缺乏必要的实验手段。为此,设计了裂缝模拟装置,通过实验模拟了施工排量、缝宽、支撑剂粒径、压裂液粘度和砂比等参数对裂缝内支撑剂沉降和运移规律的影响,获得不同参数下支撑剂的沉降速度和水平运移速度,分析了各因素的影响规律,并求解了各因素对支撑剂沉降速度和水平运移速度的修正系数。结果表明,随着缝内流速和压裂液粘度的增大,支撑剂沉降速度减小,水平运移速度增大;随着支撑剂粒径与缝宽比值和砂比的增大,支撑剂沉降速度和水平运移速度均减小。

加纤维压裂支撑裂缝导流能力实验研究

水力压裂是油水井进行增产增注的有效措施,其目的是在地层形成高导流能力的裂缝,包括水力压裂形成的支撑裂缝和酸化压裂所形成的酸蚀裂缝。裂缝的导流能力是决定压裂成败及增产效果的主要因素,因此对其进行研究尤为必要。通过进行支撑裂缝导流能力实验对支撑剂粒径、不同粒径组合、纤维用量等影响因素进行了评价。对实验结果进行分析,得出了导流能力随各因素的变化规律及各因素对导流能力的影响程度。这些结果有助于加深对压裂的认识,对压裂的研究与现场施工有一定的指导意义。

通道压裂砂堤分布规律研究

为了掌握通道压裂砂堤分布的规律,运用大型可视化平板装置研究不同纤维加入比例、基液黏度和施工参数下的砂堤分布和通道率。研究表明,增大纤维加入比例能提高通道率,且砂堤趋于平缓,纤维加入方式也能明显影响通道率;较大基液黏度导致裂缝内的通道率增大,现场使用与压裂液黏度相同的基液效果更好;现场试验排量过低、过高都不利于在裂缝中形成通道,最优排量为4 m3/min;随着段塞的注入时间减小,砂堤趋于平缓,对比通道率,注入时间占段塞时间的1/2时效果最佳。研究结果为通道压裂设计和研究提供了借鉴作用。

页岩气多裂缝结构支撑剂沉降规律实验

为了研究页岩气储层压裂改造中支撑剂的沉降规律,研制了多裂缝支撑剂铺置模拟设备,开展了不同裂缝结构、排量以及黏度下的实验。实验结果表明:随着压裂液黏度增加,主干裂缝中砂堤堆积高度减小,砂堤长度增加,砂堤表面变平缓,次级裂缝砂堤堆积高度变小;当排量增加时,主干缝砂堤坡度在裂缝入口端变平缓,在裂缝末端坡度增加,次级裂缝高度减小;对比不同裂缝结构,多裂缝结构的主干缝在节点处砂堤会出现突变,节点处砂堤高度忽然降低,形成“凹点”;次级裂缝数量越多,主干缝砂堤长度越小,“一”形多裂缝为0.55 m,而“T”形多裂缝和“十”形多裂缝的主干缝砂堤长度分别为0.50,0.42 m,减小了9.09%,23.64%。实验研究结果丰富了支撑剂沉降理论。

非常规储层压裂砂比对支撑剂铺置质量影响的实验研究

低孔超低渗透率的非常规储层需通过大规模的水力压裂形成支撑剂填充的高导流裂缝,才能获得有经济效益的油气产量,缝内支撑剂铺置规律直接影响压裂效果,影响支撑剂铺置的因素包括施工排量、施工压力、砂比等。为了研究砂比对支撑剂在缝内铺置的影响,运用了大型可视平板垂直裂缝模拟系统,研究了不同砂比下陶粒支撑剂在裂缝中的沉降运移规律。实验结果表明,砂比对20~40目陶粒砂堤形状有影响,但砂堤形状变化较小;当陶粒砂比增加时,陶粒堆积形成的砂堤坡度减小;陶粒砂比增加,陶粒颗粒之间的碰撞作用增强,沉降量减小,砂堤高度减小;陶粒支撑剂水平运移速度受砂比影响较小,接近液体流速;陶粒砂比增加,陶粒支撑剂的沉降速度减小。研究结果可为支撑剂沉降运移动态研究及支撑剂优选提供参考。

线上线下混合式教学改革探索与实践——以“中外石油文化”课程为例

在国家精品在线开发课程“中外石油文化”基础上,初步探索了人文素养课程线上线下混合式教学改革。介绍了“中外石油文化”线上线下混合式课程资源建设,从教学方法、考核方法、课程评价三个方面介绍了“中外石油文化”线上线下混合式教学改革实践,总结了线上线下混合式课程的特色及存在的不足,针对性地提出了今后持续改进措施。实践表明线上线下混合式教学改革对人文素质课程质量有一定提升作用,可为选修课堂教学改革提供有益借鉴。