Experimental Study on the Feasibility of Methane Drainage in Coal Seams with Compound Technique of Perforating and Fracturing

Compound technique of perforating and fracturing can effectively control the perforating direction and the fracturing expansion. The feasibility of this technique used in fracturing coal seams is analyzed. In this paper, the experiments of perforating and fracturing are carried out on samples of coal and the experimental effects are satisfactory. Compound technique of perforating and fracturing is promising in coal seams.

提高页岩气藏压裂井射孔簇产气率的技术进展

页岩气藏水平井分段多簇射孔压裂通常存在射孔簇生产效率低下的问题。提高射孔簇压裂的有效性以及保持多簇裂缝长期导流能力是实现页岩气藏水平井增产降本面临的主要挑战之一。根据前人的研究成果,系统分析了射孔簇生产效率低下的主要原因:(1)由于页岩储层地质力学非均质性、缝间应力阴影、射孔侵蚀速率差异等因素导致裂缝未均衡起裂或延伸;(2)由于段内射孔排量分配差异,低黏度压裂液悬砂能力弱,以及裂缝弯曲、倾斜、粗糙度等因素导致簇间及缝内支撑剂未均匀分布;(3)生产过程中支撑剂的破碎、嵌入、成岩作用,地层微粒的生成和运移等因素导致裂缝的导流能力损失。针对上述问题,总结了促进多簇裂缝均衡起裂延伸、促进支撑剂均匀分布及提高裂缝导流能力的优化措施和技术方案,包括新型限流压裂技术、可降解暂堵转向技术、射孔参数及加砂顺序优化、高速通道压裂、高黏减阻压裂液体系与新型支撑剂的研究与应用等,并在上述技术的基础上提出了相关建议及展望,以期为提高水平井射孔簇生产效率提供参考与借鉴。

复合射孔技术的现状与趋势

文章介绍了复合射孔技术的机理及其研究现状 ,综合评述了存在的问题和解决的办法 ,在此基础上分析了复合射孔技术的发展趋势。

复合射孔爆燃气体压裂裂缝起裂扩展研究

结合线弹性断裂力学的裂缝尖端应力强度因子判据,建立了复合射孔爆燃气体压裂裂缝的起裂扩展模型,通过建立与多个变量相关的缝内气体压力分布函数,利用迭代法实现了模型的数值求解,获得了缝内气体压力分布随时间的动态变化规律,并分析了不同特征参数对裂缝起裂扩展与止裂过程的影响。实例计算结果表明:(1)随着裂缝扩展的进行,爆燃气体流动尖端与裂缝尖端经历了由重合到不重合再到重合的过程;(2)地应力越大,裂缝起裂扩展越困难,爆燃气体有效致裂作用时间越短,最终得到的裂缝扩展长度也越小;(3)初始裂缝越长,裂缝更容易起裂扩展,爆燃气体能量利用率越高,裂缝扩展更长;(4)岩石断裂韧性的改变对裂缝起裂、止裂和裂缝扩展长度没有明显的影响;(5)升压速率越小,爆燃气体有效致裂作用时间越长,最终裂缝扩展也更长,但对裂缝起裂压力与止裂压力几乎没有影响。

考虑爆燃气体滤失和多裂缝的复合射孔裂缝扩展动态模拟

裂缝几何尺寸参数的准确预测是复合射孔优化设计和增产增注效果评价的前提条件,在复合射孔实施过程中,爆燃气体滤失和多裂缝会对裂缝扩展形态产生影响。在分析中外爆燃气体驱动裂缝扩展数学模型的基础上,结合流体力学、弹性力学和线弹性断裂力学理论,建立了全面考虑爆燃气体滤失和多裂缝的复合射孔裂缝扩展数学模型,通过假设与多个变量相关的裂缝内爆燃气体压力分布函数,利用迭代法实现了模型的数值耦合求解,获得了裂缝几何尺寸随时间的动态变化规律。实例计算结果表明:地层渗透率和裂缝条数对复合射孔裂缝扩展形态影响很大,缝长随地层渗透率和裂缝条数的增加而减小;不考虑爆燃气体滤失和多裂缝导致计算得到的缝长偏大,且相对误差随地层渗透率和裂缝条数的增大而增大。

高压水射流深穿透射孔增产机理研究

高压水射流技术是切割破岩、清洗除锈、油田增产的新技术。在分析钻井侵入带和常规聚能射孔压实带对油井产量影响的基础上 ,探讨了高压水射流定向深穿透射孔的油井增产机理。研究结果表明 ,采用高压高速射流技术 ,可以切割破岩、减轻近井地带应力集中和穿透近井污染带 ,其结果可以使油井获得增产增注。

复合射孔技术排放瓦斯的研究

复合射孔技术是油气行业中新兴的复合型增产技术,该技术能有效地控制射孔方向和压裂缝的扩展。对该技术应用于煤层瓦斯排放中的有关机理进行了初步的分析,并根据有关公式对相关参数进行了理论计算。针对煤层的特性,将该技术应用于现场,并对试验煤层的瓦斯排放进行了监控和测试。结果表明该技术应用效果良好,有效消除了潜在的瓦斯危害并取得了显著的经济效益。复合射孔技术在煤层致裂爆破中的发展方向较多,不仅可用于提高煤层瓦斯的抽放率,还可用于煤(岩)巷掘进,其应用范围和前景十分广阔。指出了目前该技术在理论和应用中的不足以及有待于加强研究的关键问题。

燃气式超正压射孔技术研究

对燃气式超正压射孔技术利用火药燃烧产生的能量与射孔充分结合增加原油产量的原理进行了探讨和研究 ,并对该技术的结构包括升压系统、火药的用药量、延时起爆器等部分进行了合理的设计 .该技术在现场试验获得成功 。

复合射孔技术用于煤层致裂的可行性实验研究(英文)

复合射孔技术能有效地控制射孔方向和压裂缝的扩展。借鉴石油工业中的复合射孔技术,对其应用于煤层致裂进行了初步的实验研究。针对煤层的特性,介绍了煤质模型的射孔与高能气体压裂(HEGF)实验的研究情况,结果表明,射孔和压裂效果良好。

油气井复合射孔/高能气体压裂信息获取与信号特征分析

为深入研究井下射孔/压裂工作机理,结合施工工艺参数,对获取的外套式复合射孔和爆燃压裂2种完井工艺的井下动态压力数据进行了分析。压力脉冲持续时间因工作机理不同相差很大,据测试外套式复合射孔的峰值压力为71 MPa,上升时间约为80μs,脉冲持续时间可以达到113 ms或者更长;爆燃压裂工具中设计了多种燃速的火药,因此井下动态曲线可以分成多个对应的阶段,动态压力持续时间最长为305 ns,压裂过程峰值压力达到46.3 MPa。大量测试数据显示,井下动压作用特性与含能工具的起爆方式、火药特性、装药量等参数有重要作用。井下实测数据对于准确认识和定量分析复合射孔井下动态过程,研究和建立井下复合射孔数值模型,提高复合射孔器设计水平具有重要意义。

多面聚能射孔压裂排放瓦斯的研究

复合射孔技术能有效地控制射孔方向和压裂缝的扩展。本文对其作用机理进行了初步的分析研究,并对相关参数进行了理论计算。针对煤层的特性,将该技术用于煤层致裂,经过现场应用,效果显著。该技术在煤层致裂爆破以及其他领域的多方向发展,具有良好的应用前景。

复合射孔上部封挡作用效果实验研究

利用压井液运动相似模拟实验装置,研究了复合射孔过程中上部封挡对复合射孔作用效果的影响。观测了复合射孔过程中在封挡和不封挡2种状况下的气液作用现象。分析了复合射孔过程中在封挡和不封挡2种状况下在气液作用的初期、中期、后期的气液作用状况及变化规律,得到了实测的底部气体和压井液体中的压力变化曲线。结果表明,复合射孔过程中的上端封挡能够起到保存底部高能气体能量、提高作用层位高能气体能量的利用率的作用。但也会造成复合射孔气液作用初期结束后压井液的波动所产生的抽吸压力大幅减小。

复合射孔技术在煤层致裂中的实验研究

复合射孔技术能有效地控制射孔方向和压裂缝的扩展。对其应用于煤层致裂进行了初步的实验研究。针对煤层的特性 ,介绍了煤质模型的射孔与高能气体压裂 (HEGF)实验的研究情况 ,结果表明 ,射孔和压裂效果良好。复合射孔技术必将成为煤层致裂发展方向之一。

低渗油气层射孔脉冲压裂酸化复合工艺

论述了低渗油气层的地质特征；研究了两种分离式射孔脉冲压裂复合弹。应用此项压裂酸化储层改造技术可降低地层污染，增强射孔效果，改善近井地层渗流能力，从而提高低渗油气层的采收率。展望了此技术的应用前景。

松南地区浅层低压油气层完井技术研究

通过回顾吉林松南地区浅层低压油气层油气井完井现状,运用模糊数学理论建立了模糊综合评判系统,对该地区完井方式进行优选,并对完井技术方案作了研究和提出了建议。为该地区浅层油气开发和国内浅层气勘探与开发起到了积极作用。

多面聚能射孔压裂排放瓦斯的研究

复合射孔技术能有效地控制射孔方向和压裂缝的扩展。对其作用机理进行了初步的分析研究 ,并对相关参数进行了理论计算。针对煤层的特性 ,将该技术用于煤层致裂 ,经过现场应用 ,效果良好。该技术在煤层致裂爆破中的发展方向较多 。

复合压裂增产机理及裂缝扩展规律分析

针对水力压裂及高能气体压裂在储层改造方面所存在的不足,进行了复合压裂增产技术研究,对复合压裂增产机理及其优势进行了分析,探讨了复合压裂裂缝形态及扩展规律。研究表明:复合压裂可以形成多裂缝、较大缝长的裂缝体系,能大幅提高裂缝导流能力,并可有效破除井壁应力集中现象,适用于破裂压力较高的低渗储层改造;射孔方位角度越大,复合压裂裂缝扩展长度越短;注液排量越大,裂缝转向半径越大;水平地应力比值越大,裂缝转向半径越小。

常规孔密井高能气体压裂技术

研究的常规孔密井 (10～ 12孔 /m)高能气体压裂技术解决的技术关键有 :(1)研制了HEGF—L型压裂弹 ,由载体、点火具、引火药、主装药和缓速药组成 ,可根据地层情况调节缓速药的位置和数量 ,达到最佳压裂效果 ;(2 )给出了加药量计算公式 ;(3)制定了保护套管、水泥环和电缆的措施。 2 8口常规孔密井的现场试验及应用统计表明 ,该项技术施工成功率、工艺成功率 10 0 % ,施工简单 ,成本低 ,对套管和水泥环的伤害较小 ,压裂增产效果显著。

子弹复合射孔技术

子弹复合射孔技术解决了现有复合射孔技术存在炸枪、气体利用率低、射孔后气体压裂不理想等问题。与其他复合射孔采用的高能气体压裂方式不同,子弹复合射孔技术利用爆破子弹在完成射孔孔道内爆炸所产生的爆炸冲击波实现近井造缝。阐述了子弹复合射孔技术的技术原理、技术特点、技术指标。试验表明,子弹复合射孔技术能够提高油气井产能,具有很好的推广价值。

提高致密砂岩气藏压裂效果的定向射孔技术应用研究

由于致密砂岩气藏压裂时,普遍存在的地层高破裂压力和较大的近井筒效应,降低了水力压裂的效果,可能导致压裂施工的失败。根据理论分析,结合真三轴水力压裂模拟实验,得出平行于最大主应力方向定向射孔工艺有助于降低地层破裂压力及近井筒效应,提高压裂效果。基于降低地层破裂压力作用机理分析,对定向射孔与复合射孔等高能气体压裂类射孔工艺进行比较认为,在提高压裂效果的功效上,定向射孔更隹;基于理论分析,开展了以提高致密砂岩气藏压裂效果的定向射孔工艺现场试验,达到了有效降低试验井地层破裂压力及近井筒摩阻的目的,效果明显,为致密砂岩气藏高效压裂提供了新的思路。