纤维滑溜水携砂技术研究及应用

体积压裂是非常规油气提高压后产量的有效手段,为降低储层和人工裂缝的伤害,体积压裂主体采用低黏滑溜水携砂,携砂距离受限,储量动用范围小。文章首次提出纤维临界结构浓度,即纤维形成的网络结构可让支撑剂沉降速度快速降低时对应的纤维浓度。低黏滑溜水中,加入纤维对液体黏度无明显影响;静态悬砂实验对比了纤维长度、支撑剂浓度对纤维临界结构浓度的影响,长度9、6、3 mm的纤维,其临界结构浓度分别为0.2%、0.4%、0.6%,支撑剂浓度对纤维临界结构浓度无影响。采用平板可视化实验装置,纤维加量0.3%,对比长度6 mm与3 mm纤维的动态携砂性能,6 mm纤维携砂性能较3 mm提升50%以上。在天然裂缝发育的页岩气井21-X井应用,全程低黏滑溜水纤维携砂,纤维加量0.2%~0.3%,施工压力平稳,有效降低天然裂缝段加砂难度,测试日产气量15.78×10^(4)m^(3)(压力45 MPa),生产524 d,单位压降采气量是地质条件相当的21-Y井的2.43倍。纤维滑溜水携砂技术在页岩气推广应用7口井,平均单井压后产量较地质相当的邻井平均提升20%,实验和现场应用表明,纤维滑溜水携砂可提高支撑剂输送距离和稳产能力,是页岩气井增产的有效手段。

储层改造三维物理模拟实验研究与应用

储层改造的影响因素分析,一直以来多以经验和理论为主,偶有开展的小尺寸岩样实验,结果亦不能反映储层改造的真实情况。为揭示施工参数对储层改造的影响规律,参照顺北油田典型高应力储层岩石力学参数制作了大尺度实验样品,采用水力压裂物理模拟系统开展了三维水力压裂实验,研究了泵注排量、液体黏度对水力压裂的影响,以及声音发射振幅与泵注压力的关系。结果表明:随着初期泵注排量的增加,储层改造所需的破裂压力逐渐增加,达到一定数值后排量对破裂压力影响较小;泵注排量对破裂瞬间裂缝尺度大小有影响,但对整个压裂过程的影响很小;施工初期采用低黏滑溜水可明显降低破裂净压力,有利于降低施工压力;声发射振幅与泵注净压力正相关,破裂净压力越大振幅越大。研究成果可为高应力超深井压裂施工参数优化设计提供参考。