组合脉冲压裂加载过程耦合模拟及火药配比影响敏感性分析

基于组合脉冲压裂物理过程,以三种燃速火药柱串联、中心管同步点燃方式,结合火药爆燃加载、压挡液柱运动、射孔孔眼泄流、裂缝起裂、高压气体裂缝内流动及裂缝扩展等子模型,组建多级爆燃压裂耦合模拟模型。并据此分析不同配比火药组合爆燃压裂时,井底压力变化及裂缝延伸情况。结果表明:不同燃速火药串联组合可实现一级火药快速爆燃,瞬间达到多方向射孔孔眼起裂压力,二、三级火药持续长时间燃烧维持高压以充分延伸裂缝的目的;在确定一级快速火药和总火药用量后,井底爆燃压力加载速率和各方向破裂压力均随第三级燃速火药质量比重的增加而呈现降低趋势,但变化不明显;而不同方向裂缝最终延伸长度对二、三级燃速火药的配比具有较强敏感性;在以多方向裂缝安全起裂为目标、设定一级燃速火药后,合理配比三种火药比单一配比高-中速、高-低速火药,可更有效地延长爆燃压裂过程的井底有效持压时间,从而可大幅扩展火药用量上限,提高爆燃压裂裂缝延伸规模。

煤系“三气”共采产层组压裂裂缝扩展物模试验研究

硬脆性砂岩、页岩储层与塑性的煤层组合开发时,层间应力差、岩性差异、界面性质等因素会对水力裂缝扩展产生较大影响,复合储层人工裂缝扩展规律存在认识不清的难点,给储层改造方案的合理设计带来了难度。基于此,选取鄂尔多斯盆地东缘临兴地区天然露头岩石进行不同岩性组合,开展室内大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验,研究不同地应力差、弹性模量差异、煤岩割理等参数对水力裂缝起裂及扩展的影响。结果表明：水力裂缝起裂方向受地应力条件及近井筒天然弱面共同控制;当应力差在4～6 MPa时,既能保证裂缝穿透界面,又能保证高效沟通煤岩中天然弱面形成网络裂缝;层间弹性模量差异越大,缝内流体压力越高,穿透界面时释放的压力脉冲有助于激活煤岩中的微裂缝形成复杂的裂缝网络。水力裂缝在煤岩中的扩展路径受割理影响较大,易发生转向或者分叉扩展;水力裂缝穿透界面时压裂曲线存在明显的2次憋压,沟通煤岩割理过程中压裂曲线上下波动明显。研究复合储层水力裂缝起裂及扩展规律可为油田现场预测裂缝形态以及优化泵注程序提供参考。

超低渗透油藏水平井压裂优化及应用

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏储层致密、物性差、孔喉细微,是典型的低压、低渗、低丰度油藏,超前注水和水平井分段压裂技术可提高其开发效果。文中以最具代表性的华庆油田长6超低渗透油藏为研究对象,结合注采井网根据水平井段与注水井的相对位置,将常规压裂和体积压裂进行组合设计,在距离水线较近的井段实施小规模压裂,距离水线较远的井段实施大规模体积压裂。该方案的实施,在减小早期水淹风险的同时进一步扩大了储层改造体积,提高了人工裂缝和井网、注水的适配性。同时,开展了8口水平井新型压裂设计的矿场试验,与采用常规压裂设计的邻近水平井相比,试油产量提高20 m3/d左右,投产初期3个月累计产油量提高184 t,含水率较低且保持稳定。

三层及以上多层压裂技术在川西气田的应用

针对川西气田中浅层气藏具有多层系、砂体叠置率高、层间距范围较大等特征,在两层压裂工艺技术的基础上形成了以"封隔器+投球"、"多层段组合式"和"多封隔器组合"为主的三层及以上不动管柱多层压裂工艺技术体系,这些工艺具有针对性强、费用低、工艺简单、作业时间短、返排及时、压裂效果好的特点,达到了提高气井的可采储量和延长气井的稳产时间,节约开发和钻井投资的目的,对多层系气藏的高效开发具有较好的经济效益。三层及以上多层压裂工艺在川西气田中浅层气藏进行了多次现场试验,取得了较好的效果,提高了气藏纵向钻遇砂体利用率,目前成为了川西气田经济高效开发的重要手段之一。

浅谈高能气体压裂与水力压裂联作技术

水力压裂与高能气体压裂技术，已在油气田增产措施中得到广泛应用，但水力压裂与高能气体压裂联作技术应用较少。文中对水力压裂和高能气体压裂的造缝机理和渗流规律进行分析，提出了将两种技术进行联合作业的可能性探讨；并通过安塞油田１１口井应用，均见到效果。

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。

济阳陆相断陷盆地页岩油研究进展

济阳陆相断陷盆地页岩油是现实的资源接替新领域,具有巨大勘探潜力,是胜利油田可持续发展的重要资源基础。结合近年来济阳陆相断陷盆地页岩油地质研究与勘探成效,系统梳理了济阳陆相断陷盆地页岩沉积、成储、成烃及页岩油富集理论认识、配套增产压裂技术等方面的新进展。研究表明:①提出了基于矿物组成、沉积构造、结晶程度和有机质丰度的“四要素三端元”页岩岩相划分方案,揭示了“四古控相”机制,明确了页岩岩相呈“环带状”有序分布。②集成岩心微纳米CT扫描、氩离子抛光扫描电镜、FIB-FESEM、核磁共振冻融、X射线小角散射等页岩多尺度孔缝系统量化表征技术,明确了济阳陆相断陷盆地页岩储集空间孔缝兼顾,以无机孔缝为主,揭示了方解石重结晶、溶蚀作用和伊/蒙混层向伊利石转化作用是最为主要的成储机制,构建了页岩孔缝网络储集模型。③研发了富有机质页岩含油率评价方法,揭示了咸化湖盆富有机质页岩古生产力高、早生、早富特点,初步估算济阳陆相断陷盆地页岩油资源量超过1010t。④纹层/层状页岩岩相成烃、成储时空耦合控制了页岩油富集,表现为“咸化源岩早生、无机孔缝储集、微观源储一体、二元耦合富集”模式。⑤创建了陆相断陷盆地页岩油勘探“四性”“四定”综合评价体系及目标优选流程。⑥研发了适合济阳陆相断陷盆地页岩的“组合缝网压裂”“水平井多级分段”增产压裂技术。结合胜利油田实际情况,确立了“主力洼陷增储上产、富油小洼陷探索新阵地、外围小洼陷落实资源、兼顾优化矿权”的勘探思路,有序推进济阳陆相断陷盆地页岩油规模增储建产,相关成果认识与配套技术对同类油田的页岩油勘探开发具有一定的借鉴和参考意义。