气井水力压裂有效缝长评估及影响因素研究

为了准确确定气井压后有效缝长及其影响因素,提高川西须家河气藏水力压裂针对性,对于具备生产历史拟合条件的气井,利用数值模拟软件进行了生产历史拟合获得有效水力裂缝缝长,与采用净压力拟合方法获得的水力裂缝支撑缝长进行对比和拟合,获得了有效缝长和支撑缝长的关系式,计算了川西须家河储层单井压后有效缝长;采用灰色关联分析理论分析了各个参数对有效缝长的影响程度和对压裂设计的启示。结果表明:压后有效缝长与支撑缝长具有较强相关性(Le=0.0584 Lp1.359 3),有效缝长明显比支撑缝长短;施工参数(特别是用液量)是影响须家河储层有效缝长的关键,而储层和隔层间应力差则是影响有效缝长的重要客观因素。该研究方法为水力压裂压后评估和提高压裂设计水平提供了较好的借鉴。

考虑多重滤失效应的前置液酸压有效缝长模拟

为了提高天然裂缝较发育的碳酸盐岩储层酸化压裂设计的准确性和有效性,在采用经典裂缝拟三维延伸数学模型模拟前置液造缝过程中裂缝几何尺寸动态变化的基础上,结合液相反应平衡原理和局部反应平衡原理,建立了考虑天然裂缝、蚓孔及基质多重滤失效应的酸液流动反应模型,以现场实例井的酸化压裂改造为例,使用所建模型模拟前置液酸压注酸过程中裂缝内酸液渗滤过程及酸岩动态刻蚀形态,通过酸液沿水力裂缝长度方向的浓度变化和残酸极限浓度综合确定酸蚀裂缝有效缝长,并与压力恢复试井的解释结果进行了对比。结果表明:(1)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中,沿裂缝长度方向的酸液滤失速度非定值,滤失速度曲线呈锯齿状波动变化,在酸蚀蚓孔与天然裂缝相遇时酸液滤失速度普遍大于基质处的滤失速度;(2)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中酸液滤失严重,酸液有效作用距离大幅度降低;(3)验证井酸化压裂解堵增产效果显著,该井试井解释结果与所建立的数学模型模拟解释结果相吻合,说明所建立的前置液酸化压裂数学模型可靠。结论认为,考虑多重滤失效应的前置液酸化压裂数学模型更适用于裂缝—孔隙型储层的酸化压裂模拟。

混凝土Ⅰ型裂缝失稳扩展时临界有效缝长的数值研究

混凝土的失稳断裂韧度是进行带裂缝混凝土结构裂缝稳定性分析的重要参数,计算失稳断裂韧度需要准确的临界有效缝长.基于虚拟裂缝模型,应用断裂力学经典理论中的最大拉应变断裂判据,推导出混凝土Ⅰ型裂缝失稳扩展临界有效缝长的计算公式;基于Loland损伤模型,应用能量守恒定律,推导出考虑损伤和断裂过程区的混凝土Ⅰ型裂缝失稳扩展临界有效裂缝缝长的计算公式.采用数值模拟实验得到的结果和推导得到的临界有效裂缝缝长的计算公式,计算临界有效缝长,进一步计算得到断裂韧度,该结果与柔度改变法计算结果吻合.说明用本文方法得到的临界有效缝长计算公式的合理性,据此进行断裂韧度计算是有效的,且新方法对于工程实际具有重要的参考价值.

提升高温气井酸压有效缝长方法——以川西地区栖霞组为例

为了提高川西地区深层高温气井酸压方案设计的有效性和准确性,建立了考虑酸压过程中井筒-裂缝综合热效应的酸压有效缝长数值计算模型。以区块内的一口预探井栖霞组储层的酸压改造为例,研究了酸压过程中不同的热效应对于酸压有效缝长的影响,并开展了施工参数对于酸压有效缝长的敏感性分析。结果表明:①井筒传热效应会提升缝口酸液温度,加剧近井地带裂缝壁面的酸岩反应,缩减酸压有效缝长;②相同注酸排量条件下,当注酸量达到一定量后,单纯提高酸量对酸压有效缝长的提升有限。相同注液量条件下,提高注酸排量有利于裂缝向深部扩展而降低缝口过度刻蚀,能有效提升酸压有效缝长。基于研究结论,为X1井设计了一套胶凝酸酸压方案,压后测试产量约为地质条件与改造规模相似邻井产量的1.4倍。

江苏油田VES稠化酸缓速性能及酸蚀裂缝导流能力优化研究

常规酸酸压时,由于酸岩反应剧烈,酸液主要消耗在近井地带,难以形成长缝。为提高储层酸压效果,江苏油田自主合成了一种VES (黏弹性表面活性)稠化酸。通过室内试验研究了该VES稠化酸对裂缝壁面的酸蚀效果及酸蚀裂缝导流能力,并进一步研究了注入排量、注入工艺对酸蚀效果及酸蚀裂缝导流能力的影响。结果表明,VES稠化酸具有一定的缓速性能,应用于深度酸压中可以增加裂缝的有效长度,减少近井地带的溶蚀;注酸排量的增加有利于提高裂缝有效长度,注酸排量的降低有利于提高裂缝导流能力;相比于单级注入,多级交替注入酸压工艺可以改善裂缝壁面的酸蚀效果,有利于酸蚀裂缝导流能力的提高和有效缝长的增加。研究结果可为酸压方案的优化提供理论依据。

纤维网络加砂压裂技术研究及其在川西低渗透致密气藏的应用

纤维网络加砂压裂技术是为川西低渗透致密气藏实现低伤害压裂配套的一项新技术,其作用在于优化支撑剂在裂缝中的铺置形态,提高有效支撑缝长,降低压裂液残渣伤害,配合液体快速返排,降低水锁效应,防止支撑剂回流。在纤维携砂机理的基础上,通过室内纤维优选评价实验和纤维网络加砂压裂工艺研究,结合现场试验,形成了以改善支撑剂铺砂剖面、提高有效缝长为目的,强化高效快速返排效果的纤维网络加砂压裂技术,并研制了不可降解和可降解的2类高效纤维。川西地区A气藏的DS101井于2009年4月实施了纤维网络加砂压裂工艺,压裂后测试天然气无阻流量达9.76×104m3/d,是A气藏平均水平的3倍。2009—2010年,纤维网络加砂压裂技术已在B气藏成功应用4井次,平均单井天然气无阻流量为1.99×104m3/d,是B气藏平均水平的2.1倍。现场实践证实,针对川西低渗透致密气藏,纤维网络加砂压裂技术具有良好的适应性和推广应用价值。