压裂缝高度对致密砂岩气储层水平井产能的影响

越来越多的开发实践显示,对于多隔夹层型致密砂岩气藏,并不是有效储层钻遇率越高,产能越高。为搞清鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8段储层部分低钻遇率水平井(钻遇率小于60%,最低仅31%)压裂改造效果好、产能较高(初期产能最高可达7.5×10^(4) m^(3)/d)的原因,文中综合储层发育特征、岩石力学参数并结合数值模拟方法,讨论了压裂缝高度对隔夹层发育的致密砂岩气储层水平井产能的影响。结果表明:对于隔夹层发育的致密砂岩气储层,隔夹层被压穿,使得纵向多套气层通过压裂缝与井筒连通投产,是低钻遇率水平井高产的主要原因,压裂缝高度对水平井产能有重要影响;对于隔夹层不发育的单一厚层致密砂岩气储层,随压裂缝高度增加,水平井产能并无明显变化。因此,对于长水平段(大于100 m)连续钻遇薄隔夹层的水平井,可根据致密砂岩气储层纵向砂体及气层发育情况,考虑在非有效储层段射孔压裂,并尽可能压穿纵向多套隔夹层,以明显提高气井产能。这对鄂尔多斯盆地内外类似致密砂岩气储层水平井压裂优化设计和水平井单井产能提高具有重要指导意义。

JH区块沙溪庙组致密砂岩气藏压裂缝高影响规律研究

致密砂岩油气作为非常规油气资源之一,已成为油气增储上产的“重点领域”与“亮点类型”。其中四川盆地JH区块沙溪庙组致密气资源丰富,河道砂体广泛发育,开发潜力巨大。致密砂岩气藏低孔低渗的特性决定了只有采用水平井分段压裂才能实现其规模效益开发,而在水力压裂过程中,裂缝高度控制是一件很棘手的问题。基于此,以JH区块为研究背景,建立三维层状介质压裂数值模拟模型,以现场压裂施工数据和井温测井缝高数据为基础,优选P3D裂缝扩展模型,进而分析工程、地质因素对裂缝垂向扩展行为的影响和控制作用。研究结果表明,不可控地质因素中储隔层应力差是影响裂缝高度的最关键因素,当储隔层最小水平主应力差达4~6 MPa后,裂缝几乎不会发生穿层;杨氏模量影响较小,泊松比几乎没影响;可控工程因素中施工排量和压裂液黏度对缝高影响较大,低排量和低黏度有助于控制缝高。

多级加砂控缝高工艺技术在渤海油田压裂施工中的运用

在助力提高海上油气田增储上产的“七年行动计划”重要阶段,海上油气田低渗压裂项目正在按计划表推进。通过水力压裂工艺技术对低渗储层进行物性改造,为最大可能提高目标井的油气产量和稳产时间,在压裂规模论证阶段,一方面要尽可能地提高油井的压后产液量,另一方面要尽可能地降低油井产液的含水率,使压裂改造后的油井经济性最大。在压裂工艺设计先期阶段,为降低油井后期生产时的含水率,主要有2种途径。第一种是改造储层孔喉通道和人造裂缝通道的表面润湿性,使其增加地层水在储层孔喉和人造裂缝通道里的流动阻力,同时降低油气流的流动阻力,主要的措施手段有泵入堵水化学药剂和在裂缝中填充表面改性的控水支撑陶粒,但该途径控水效果有限且有效期较短;第二种途径是让人造裂缝定向延伸,避免沟通含水率较高的层位,主要的措施手段有射孔方案优化和多级加砂控缝高工艺技术。本文聚焦在控缝高工艺技术方面,通过泵注不同规格的支撑剂,在压裂施工阶段,避免裂缝向下延伸至底水,从而达到降低油井含水率的目的。介绍了此种工艺技术的设计基本原理、现场应用实例和效果追踪数据,为其他油田压裂项目的遇到类似问题时提供参考。

控制压裂缝高技术研究及影响因素分析

在水力压裂过程中,裂缝会沿着垂直方向上延伸,当裂缝超出生产层而进入隔层时会影响水力压裂效果。为了将裂缝高度控制在油气层内,研究了岩石物质特性、施工参数、地层应力差和裂缝上下末端阻抗值对缝高的影响,并分析了人工隔层控制缝高基本原理和对转向剂性能要求、压裂工艺与应用范围,同时也提出了控制缝高技术的研究内容与发展趋势。

水平井压裂缝缝高影响因素及控制方法研究

为将裂缝高度控制在油气层内,研究了岩石物质特性、施工参数、地层应力差和其他作业条件对缝高的影响。研究表明,产层和隔层的水平地应力差对裂缝垂向延伸影响非常显著,断裂韧性对缝高影响不大,施工排量明显影响裂缝尺寸,同时总结出控制裂缝缝高的3种方法:即人工隔层控制缝高、利用施工排量来控制缝高、利用压裂液黏度和密度控制缝高。采用倍数法和计算法对胜利油田梁8-平1井进行了产能预测。现场应用结果显示,压裂施工采用人工隔层控制缝高技术取得了明显效果。

松辽盆地扶余油层南部人工裂缝高度主控因素分析

在工程方面控制缝高对提高压裂效果至关重要,在勘探开发中对判断储层、认识储层和改造储层具有重要意义。为此,根据松辽盆地的沉积特征及影响人工压裂缝高因素多的特点,在勘探开发中运用井温缝高测试方法对松辽盆地中央凹陷区测试研究并分析。研究表明,该区域的沉积特征、地应力和施工参数对压裂缝高的影响是主要因素。通过理论分析和实践认识,对松辽盆地扶余油层南部人工裂缝高度有了明确认识,提出了控制缝高技术的研究方向。

地应力对垂直裂缝高度的影响及缝高控制技术研究

地应力是影响垂直裂缝高度最重要的因素,理想的裂缝高度等于目的层的厚度,裂缝在垂向上过度延伸会带来很多不利影响。在前人研究的基础上,总结了地应力与裂缝高度的关系、裂缝垂向过度延伸的影响、目的层与邻近地层最小水平主应力的关系、裂缝高度控制的对象及缝高控制工艺技术,对压裂设计和现场施工具有一定的指导意义。

苏里格气田裂缝高度延伸模拟分析与控缝高技术

通过针对苏里格气田的压裂研究和现场实践,该气田已形成了一套加砂压裂综合工艺技术,应用效果显著,但是也存在一些技术难题,如压裂施工中的裂缝高度延伸和如何控制缝高技术等。文章通过裂缝高度延伸模拟分析,采取适当的控制缝高技术措施,可以达到更好的储层改造效果。

裂缝高度延伸机理及控缝高酸压技术研究

在已建立的裂缝高度延伸机理模型的基础上,从地层应力、岩石物性和施工参数等方面分析了酸压裂缝高度延伸的影响因素,并对裂缝高度延伸控制给出了诊断方法。结合酸压工艺特点,从降低地层破裂压力、人工隔层控缝高、降滤失控缝高以及从酸压液体系、完井方案的优化、施工压力监控等各个方面讨论了控缝高酸压技术。

水力裂缝的缝高控制参数影响数值模拟研究

水力压裂是低渗油藏增产的重要手段,在工程中有着广泛的应用.以ABAQUS软件为平台,采用平面应变模型模拟油藏的流固耦合力学行为,用基于损伤力学方法的粘性单元模拟裂缝沿高度方向的起裂和扩展过程.对大庆油田某水平井的压裂过程进行数值模拟,得到的井口泵压曲线与现场施工测得的泵压曲线吻合良好,验证了模型的正确性和合理性.采用该模型研究了隔层与产层之间的地应力差、抗拉强度差与弹性模量差之间的耦合作用对裂缝高度的影响.结果表明,隔层的高应力、高强度和低模量能够较好地控制裂缝高度,这些结果对压裂工程设计有很好的参考价值.

裂缝高度延伸诊断与控制技术

缝高控制是压裂酸化改造成功的关键因素之一,而缝高控制又与裂缝高度延伸诊断密切相关,影响裂缝高度延伸的因素主要归结为可控和不可控因素两类,从地层应力、岩石物性和施工参数等方面对裂缝高度延伸的主要影响因素进行分析,提出了根据裂缝延伸k判据、裂缝净压力与储层应力差的比值、裂缝净压力双对数曲线形态等三种裂缝高度延伸诊断方法。结合压裂酸化工艺特点,从降低地层破裂压力、人工隔层控缝高、降滤失控缝高、工作液体系控制、平衡酸压工艺、完井方案优化、施工压力监控等方面讨论了压裂酸化过程中的各种裂缝高度控制技术。

页岩油水平井多段压裂裂缝高度扩展试验

针对吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层压裂垂向改造程度低的问题,基于真三轴水力压裂模拟试验研究CO_(2)与胍胶复合压裂相比于常规水基和超临界CO_(2)压裂缝高扩展的优势。创新性建立一套针对天然页岩的水平井多段压裂模拟试验方法,并通过试样剖分、CT扫描和声发射监测等方法综合确定多段压裂裂缝形态和破裂机制。结果表明低黏度滑溜水和超临界CO_(2)压裂缝高受限,且超临界CO_(2)压裂缝高受限更严重;高黏度胍胶向层理中滤失较弱,可提高裂缝垂向扩展程度,但开启的层理较少;CO_(2)-胍胶复合压裂时胍胶的隔离作用可有效降低CO_(2)的滤失,从而促使CO_(2)突破层理对裂缝高度的限制,同时CO_(2)的高压缩性在破裂瞬间释放大量弹性能,促使层理和天然裂缝发生剪切破裂,从而形成复杂裂缝网络;提高注入排量,破裂压力升高10.1%,剪切事件比例升高4.2%,CO_(2)-胍胶复合压裂形成的裂缝更复杂。进而提出并论证一种适合于层理性页岩储层的CO_(2)-胍胶复合压裂新方法,即先采用高黏度胍胶压裂液启缝,在近井区域突破层理,然后大排量注入CO_(2)进一步提高储层压裂改造体积。

阿尔塔拉凹陷压裂控缝高及诊断技术

对于低渗透薄互层油气藏,储层压裂改造期望压裂作业后人工裂缝尽可能在目地层内支撑,从而增加有效支撑裂缝长度,提高人工裂缝的支撑效果。然而在实际压裂施工过程中并非所有的层都能够达到设计要求,由于施工参数和施工工艺的影响,施工缝高易过度增长。因此需要优化设计参数和施工工艺,提高该类储层压裂效果。提出了压裂改造此类储层的单薄层控缝高和多层提高压开程度的低伤害、高效改造工艺及诊断方法。通过现场应用平均探井单井产量提高了4～10m3/d,勘探试油成功率提高到85%以上,取得良好的效果。

塔河油田3区水平井控缝高技术

针对塔河油田3区底水油藏奥陶系储层天然裂缝发育、液体滤失大、隔层条件差异大、油水关系复杂、控缝高难度大等特点，在人工裂缝延伸三维数学模型研究的基础上，分析了人工裂缝高度影响因素。根据储层实际情况，通过优化压裂液性能、优选施工规模，运用限排量施工技术和转向酸暂堵技术等多种方法，进行了TK346H水平井酸压施工设计。TK346H井压后初期日产液量为36．1t、日产油量为32．8t、含水率为9．1％，效果较好，达到了控制裂缝高度延伸、避免沟通底水的目的。研究成果对塔河油田超深水平井延长无水采油期和最大限度释放单井产能具有重要指导意义。

窄缝高真空平面玻璃的研制

介绍了平面式窄缝高真空玻璃的工作原理、结构和制造方法 ,并对研制的平面真空玻璃样品进行了初步的隔热性能测试 .实验结果表明 :平面真空玻璃具有良好的透明、隔热和隔音特性 ,而且其结构及制作技术简单 ,便于大规模生产 .

缝高比对不同强度等级混凝土断裂特性的影响

采用我国水工混凝土断裂试验规程推荐的双K断裂模型,确定C25、C35在缝高比0.2～0.5范围内的断裂参数,研究了两种强度等级下缝高比对混凝土断裂特性的影响。试验结果表明,试件的荷载值随着缝高比的增加而逐渐降低;缝高比为0.3或0.4的三点弯曲梁混凝土试件相对韧度较好;缝高比从0.2变化到0.5的范围内,混凝土试件起裂韧度值、失稳韧度值变化不大,起裂韧度和失稳韧度均可认为是一个常数;强度等级越高,断裂能越大,且断裂能随缝高比的变化而变化,缝高比为0.3或0.4时,混凝土试件的断裂能最大。

层间滑移对缝高延伸影响的模拟分析

由不整合面和薄夹层形成的结构弱面会造成层间滑移,从而抑制水力裂缝的垂向延伸。其裂缝几何形态往往扭曲成含有水平组分的复杂裂缝,因而无法使用常规方法进行模拟与定量分析。为确定层间滑移对裂缝高度的控制作用,在非连续分布正应力等效平面缝的理论基础上,考虑静态和动态两种应力强度因子,建立了包含净压力、缝高、地层应力、断裂韧性、水平段长度及其距裂缝中心距离等参数的数学模型。编程计算的结果显示,垂向扭曲结构形成的压降有可能高于隔层应力差,层间滑移对缝高延伸有显著的控制作用,在压裂选井选层中应考虑将起裂点布置在薄层附近的适当位置,以达到减小缝高延伸、增加缝长的目的。

窄缝高真空平面玻璃作为太阳能集热器盖板的实验研究

窄缝高真空平面玻璃是一种带高真空夹层的平板玻璃 ,它是将两块普通平板玻璃之间的狭缝抽高真空而成。由于它具有良好的透光、隔热和隔音特性 ,因而有广阔的应用前景。通过对采用窄缝高真空平面玻璃作盖板的太阳能集热器的集热性能进行实验测试 ,介绍了在空晒和有负载条件下集热板的温升速率与太阳辐照强度的关系 ,对真空平面玻璃两面温差及其保温性能也作了测试 。

缝高比对碾压混凝土名义断裂韧度的影响

对不同缝高比的碾压混凝土试件进行了楔入劈拉试验,通过对名义断裂韧度试验结果进行分析,得到缝高比对碾压混凝土的断裂韧度的影响规律。将碾压混凝土断裂韧度试验结果与已有的混凝土断裂韧度尺寸效应公式及基于Hu公式得到的断裂韧度尺寸效应公式结合,确定了碾压混凝土名义断裂韧度在缝高比这一因素影响下的公式。

不同初始缝高比楔入劈拉试件断裂试验研究

为研究初始缝高比对混凝土断裂性能的影响,设计4组共32个不同初始缝高比的试件进行楔入劈拉试验。测定试件断裂过程中的荷载、裂缝张口位移、混凝土应变等参数的特征值及全过程曲线。以双K断裂理论为基础,计算不同初始缝髙比试件的有效裂缝长度ac、起裂断裂韧度KiniIC和失稳断裂韧度KunIC等断裂参数。试验结果表明:有效裂缝长度ac随缝高比的增大而增大,裂缝亚临界扩展量Δac随缝高比的增大而减小;起裂断裂韧度不受初始缝高比的影响,失稳断裂韧度随缝高比的减少有所增大,当a0/D≥0.5时,为一常数。