基于随机森林和粒子群算法(RF-PSO)的泸州区块页岩气压裂施工参数优化

为了充分认识四川盆地南部地区泸州区块深层页岩气主体压裂施工参数的适应性,为其深层页岩气压裂施工参数的进一步优化提供参考,以该区块80口页岩气生产井为研究对象,结合储层静态物性参数,分析了各因素与前三个月累计产量的相关性,并利用随机森林算法建立产能预测模型,再以区块地质参数均值作为基准指标,通过粒子群算法,寻找模型最优产量的压裂施工参数组合。研究结果表明:①与前期产量相关性最高的三个参数分别是:含气量、脆性矿物含量、用液强度;②有机碳含量、水平应力差、用液强度、液体携砂效率、平均簇间距是影响模型前三个月累计产量的主要影响因素;③模型给出的最优压裂施工参数组合中,平均段长、平均每段孔数和目前的设计情况较为一致,模型其余最优参数:施工排量15.6m^(3)/min、用液强度35m^(3)/m,加砂强度3.52t/m,簇间距7.3m,液体携砂效率11t/100m^(3),40/70支撑剂比例54%。结论认为:①泸州区块压裂施工参数优化方向主要是“控排量、提液量、增砂量、缩短簇间距、提高液体携砂效率及40/70支撑剂比例”;②给出了最优压裂施工参数组合,可以为泸州区块深层页岩气压裂方案设计提供借鉴和参考。

暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征

采用可视化水力裂缝内暂堵实验装置,开展了不同携带液排量、黏度条件下,不同粒径、不同浓度的暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵实验,分析了暂堵颗粒在水力裂缝中的封堵行为特征。研究结果表明:(1)携带黏度越大、排量越大,封堵层形成难度越大;暂堵颗粒粒径越大、浓度越大,封堵层形成难度越小。(2)当粒径缝宽比(暂堵颗粒粒径与裂缝宽度的比值)为0.45时,封堵层的形成主要受暂堵颗粒质量浓度、携带液黏度控制,暂堵颗粒质量浓度小于20 kg/m^(3)或携带液黏度大于3 mPa·s时难以形成稳定的封堵层;当粒径缝宽比为0.60时,封堵层的形成主要受暂堵颗粒质量浓度控制,暂堵颗粒浓质量度小于10 kg/m^(3)时难以形成稳定的封堵层;当粒径缝宽比为0.75时,封堵层形成与否基本不受其他参数的影响,实验条件范围内均能形成稳定的封堵层。(3)封堵层的形成过程包括2个阶段和4种模式,影响封堵层形成模式的主控因素为粒径缝宽比、携带液排量、携带液黏度。