复合压裂不同粒径支撑剂组合长期导流能力实验研究

为了优选复合压裂时不同粒径支撑剂的比例,文章运用FCES-100长期裂缝导流仪,对不同粒径支撑剂及其组合的导流能力进行测试,掌握了支撑剂的导流能力随闭合压力的变化规律并找到了不同支撑剂组合的最佳比例,研究结果对现场复合压裂施工设计具有重要的指导意义。实验结果表明,每种支撑剂及不同支撑剂组合的导流能力随闭合压力的增加都有很大程度的下降,在低闭合压力时每种支撑剂及其组合的导流能力差别较大,当闭合压力增高后其差距变小;10/20目、20/40目和30/60目3种支撑剂组合时其比例为1∶3∶1时导流能力最大,20/40目、30/60目和100目3种支撑剂组合的导流能力要明显的小于10/20目、20/40目和30/60目3种支撑剂组合时的导流能力。

低渗透油藏支撑裂缝长期导流能力实验研究

结合胜利油区低渗透油藏的特征,运用FCES-100裂缝导流仪,进行了支撑剂充填裂缝长期导流能力实验,考察了不同闭合压力、支撑剂嵌入与否、不同浓度和用量的压裂液对支撑剂充填裂缝导流能力的伤害程度,分析了各种因素对导流能力的伤害机理。实验结果表明,闭合压力每增加1MPa,导流能力下降1.86μm2·cm,支撑剂的嵌入可使导流能力最多下降46.7%,压裂液残渣的伤害可使导流能力降低90%以上。提出了通过加大铺砂浓度减小各种因素对导流能力伤害程度的方法。实验结果对支撑剂的选择、压裂液的研制以及现场施工都有积极的指导意义。

页岩气体积压裂支撑裂缝长期导流能力研究现状与展望

水平井分段压裂形成复杂体积缝网是页岩气有效开采的关键技术之一,复杂体积缝网依靠支撑剂支撑并成为页岩气渗流的重要通道。支撑裂缝长期导流能力是影响页岩气压后产能的重要因素,而关于页岩气体积压裂支撑裂缝长期导流能力的研究尚未形成统一认识。通过分析国内外最新研究动态,阐述了支撑剂支撑裂缝长期导流能力研究的重要性;分析了目前国内外关于支撑剂长期导流能力的实验测试与理论预测方面的研究成果;剖析了非达西渗流效应、多相渗流效应、地层水性质等特殊因素对长期导流能力的影响程度;提出了页岩气体积压裂支撑裂缝长期导流能力研究方向的着重点。

火山岩岩板长期导流能力试验

火山岩气藏的压后效果和压裂有效期取决于压裂支撑剂的长期导流能力,以往采用短期导流能力室内数据进行压裂优化设计,不能反映真实的裂缝导流能力,导致预测的气井产能差别较大。为了得到真实的长期导流能力,采用改进的压裂支撑剂导流能力测试装置对火山岩岩板进行了长期导流能力测试,发现支撑剂在火山岩岩板上有明显的嵌入,造成导流能力明显下降,并且50h后导流能力还没有完全稳定,导流能力的变化趋势也不同于钢板长期导流能力(而钢板长期导流能力50h后的导流能力数值基本稳定)。同时,对不同闭合压力下的岩板长期导流能力和钢板短期导流能力进行了对比,得出了两者之间的关系。岩板长期导流能力提供了模拟储层条件下的真实数据,也反映了裂缝的长期导流能力变化趋势,对于准确认识火山岩气藏的生产能力有着重要意义。

盐间非砂岩地层支撑裂缝长期导流能力实验研究

盐间非砂岩地层是强度较低、塑性变形量大、流变性强的储层,如果支撑剂选择不当,支撑剂嵌入将很严重,支撑裂缝的长期导流能力将损失巨大.运用FCES-100裂缝导流仪,模拟盐间非砂岩地层的温度与闭合应力条件,采用3种支撑剂、2种铺砂浓度,进行了盐间非砂岩地层岩石的支撑裂缝长期导流能力实验.发现:盐间非砂岩地层的支撑剂嵌入问题较严重,有必要使用高铺砂浓度、优质以及大粒径的支撑剂,以获得更高的支撑裂缝长期导流能力.根据实验结果回归出了在70℃、20MPa闭合压力情况下,支撑裂缝导流能力随时间变化的关系式,可以用其来预测盐间非砂岩地层中支撑裂缝导流能力的衰减趋势,对现场压裂有一定指导意义.

不同类型储层支撑裂缝长期导流能力实验研究

在油气田压裂作业过程中,对于不同类型岩性储层,支撑剂的嵌入和破碎程度不同,不同程度的嵌入和破碎都会导致裂缝缝宽变窄、导流通道堵塞,使裂缝导流能力降低。为分析不同岩性储层长期导流能力变化趋势以及嵌入和破碎的影响机制,采用FCS-842裂缝导流能力测试系统在模拟地层条件下分别测试了钢板、页岩岩板、中、细砂岩岩板的长期导流能力;并对实验后的各类型岩板和支撑剂进行了微观观察。实验结果表明:各种岩性岩板的导流能力虽大小不同但变化趋势相似,前10 h下降较快,后期趋于稳定略有下降;支撑剂嵌入程度与各岩性岩板的力学性质相关,嵌入程度随闭合压力增加而增加,在低压下嵌入速度较慢;支撑剂和岩板破碎产生的碎屑运移堵塞导流通道会使实验后期导流能力缓慢下降。

压裂裂缝长期导流能力衰退规律实验研究

裂缝导流能力是计算压裂增产效果和有效期的重要参数。受地层应力影响,裂缝导流能力随时间不断下降,而下降规律受应力大小、岩石性质、铺设厚度等多种因素影响。为研究裂缝长期导流能力变化规律,该研究以岩板性质、驱替液类型、铺设浓度及闭合压力为研究因素,共开展6组对比试验。结果显示破胶液和岩板组合时,裂缝导流能力下降幅度大且较快;清水和无岩板组合时,裂缝导流能力下降相对平稳。破胶液、岩板及低铺设浓度下,裂缝导流能力衰退最严重,闭合54 h后下降幅度为90.15%;清水、无岩板及低铺设浓度下,裂缝导流能力衰退最弱,闭合54 h后下降幅度为23.12%。该实验研究阐述了支撑裂缝长期导流能力随时间的衰退规律,可为评价压后产能、压裂有效期及压裂工艺优化提供依据。

支撑剂裂缝长期导流能力测量仪的研制

国外的长期导流测量仪器价格昂贵,且售后服务不方便,为此研制了CDLY-2006智能化长期导流能力测量仪。该仪器是按照现代仪器模块化、集成化和网络化思想而设计研制的,其自动压力加载系统采用液压泵快速加载与微量泵自动平衡控制技术,数据采集控制系统采用模块加网络解决方案,自动化程度高,性能稳定可靠。试验及应用情况表明,该仪器能在0～100MPa的闭合压力下,按要求匀速加载到各个设定压力,24～300h精确保载,压力波动范围≤0.5MPa,相同条件下平行样品检测误差≤5%,符合试验检测标准要求。

支撑裂缝长期导流能力模拟研究

目前主要采用裂缝导流能力仪、生产历史拟合及压力恢复试井法评价支撑缝长期导流能力,已有的方法或难以全面考虑各种伤害因素对导流能力的影响,或测试时间长、难度大、成本高。用颗粒物质力学、对流扩散理论和压力溶蚀理论,考虑支撑剂颗粒成岩作用的3个过程(接触面溶蚀过程、边缘扩散作用控制的传质过程和颗粒自由表面沉淀过程)共同作用的压力溶蚀成岩作用、支撑剂颗粒弹性压缩变形、颗粒排列方式及由弹性和蠕变变形引起的支撑剂颗粒嵌入等因素对导流能力的影响,导出了新的支撑裂缝长期导流能力模型。该模型计算结果与温庆志等的实验数据更相符,证明了该模型的正确性。该模型能准确方便地预测复杂条件下支撑缝导流能力变化规律,为正确评价和选择支撑剂提供可靠的依据参考,有效地指导压裂油气井的合理开发。

高温高压碳酸盐岩地层酸蚀裂缝长期导流能力实验研究

酸蚀裂缝导流能力是评价酸化压裂效果的重要因素;而酸蚀裂缝在高闭合压力下闭合严重,导流能力很低,并且短期导流能力并不能代表生产时的导流能力,所以需要进行裂缝长期导流能力研究。结合托甫台奥陶系高温高压碳酸盐岩油藏的特征,运用高温高压酸化流动仪、FCES—100裂缝导流仪,进行了酸蚀裂缝、加砂水力裂缝、加砂酸蚀裂缝长期导流能力实验,考察了不同闭合压力下三种裂缝的长期导流能力的变化规律。实验所用酸液类型、酸岩接触时间、支撑剂尺寸和铺砂浓度都是通过前期实验优选得到,分别为稠化酸、60 min、40/70目陶粒及3.0 kg/m2。对实验数据进行分析对比,发现在高闭合压力下酸蚀加砂裂缝比酸蚀裂缝导流能力高,水力加砂裂缝比酸蚀加砂裂缝略高。

煤岩压裂裂缝长期导流能力的实验研究与评价

当前煤岩长期导流能力测试实验受人为因素影响,不能完全反映煤岩自身的物理性质,实验中无统一单点承压测试时间,支撑剂组合选择单一。针对这些不足,运用裂缝导流仪对煤岩裂缝长期导流能力进行实验研究与分析,确定长期导流能力实验研究中单点的最佳承压时间。研究认为长期导流能力受铺砂浓度和支撑剂类型影响很大,受支撑剂粒径影响较小:其中石英砂类支撑剂导流能力好,但却存在砂堵的缺陷;树脂包砂类支撑剂抗压性能良好,和石英砂配合使用既能增加导流能力,也能降低出砂的损害。

支撑剂长期导流能力实验研究

结合长庆油田低渗透油藏特征,通过支撑剂充填裂缝长期导流能力实验,研究了支撑剂类型、粒径和不同粒径的支撑剂组合对裂缝导流能力的影响。实验结果表明,每种类型的支撑剂和不同支撑剂组合的导流能力随时间都有明显的下降趋势,其中陶粒的导流能力明显高于石英砂和树脂砂;裂缝的导流能力随着支撑剂粒径的增加而降低;10/20目、20/40目和40/60目3种支撑剂组合时其比例为1:3:1时导流能力随时间变化的幅度较小,在实验结束时导流能力最大。

石英砂支撑剂长期导流能力变化规律实验研究

利用石英砂代替陶粒支撑剂能有效降低施工成本,在致密油气藏压裂改造中广为应用。为探究石英砂支撑剂对裂缝长期导流能力的影响规律,选用20~40目、40~70目和70~140目石英砂,开展长期导流能力测试实验,探究闭合应力、铺砂浓度、粒径组合、铺置模式等因素对石英砂长期导流能力的影响并拟合参数化经验模型。研究认为:长期导流能力随铺砂浓度的增加,先升高再降低,反映了从“支撑”到“封堵”的演化;在低铺砂浓度条件下,大粒径石英砂易破碎堵塞流道,因此可在高闭合压力储层优选细砂,在低闭合压力储层优选中砂或粗砂;在考虑混合铺置时,应先采用低黏度压裂液泵送大粒径石英砂,后采用高黏度压裂液泵送小粒径石英砂。同时文章给出的混合铺置导流能力预测模型适用于混合铺置支撑剂粒径及比例的优化设计。

致密油层压裂缝长期导流能力影响因素研究

通过实验研究致密油层砂岩压裂支撑缝在不同的应力条件下的导流能力,并研究了支撑剂类型以及粒径对支撑缝长期导流能力的影响。结果表明,陶粒支撑缝导流能力更强,且粒径较大的陶粒支撑缝导流能力更强。

支撑剂长期导流能力的测试与评价

支撑剂是石油和天然气储量压裂过程中的关键因素。本文是依据美国1989年制定的APIRP61标准,选用API导流夹持器,在铺砂浓度为10Kg/m2,闭合压力为0—100MPa,流量5ml/min的条件下,测试支撑剂的长期导流能力。支撑剂的长期导流能力实验是各大研究机构筛选支撑剂、提高采收率等必要实验,为现场的压裂开采提供有效可靠的数据,具有很强的指导意义。

顺北碳酸盐岩储层长期酸蚀裂缝导流能力预测方法

顺北碳酸盐岩油气藏温度压力高,储层酸压改造难度大。为解决在闭合应力长期作用下,酸蚀裂缝导流能力损失,导致酸压效果大幅降低的问题。通过酸蚀裂缝导流能力评价实验,研究不同酸液质量分数、温度和闭合时间条件下的酸蚀裂缝导流能力变化规律。综合各条件下酸蚀裂缝导流能力关系式,建立并验证了顺北碳酸盐岩储层长期酸蚀裂缝导流能力预测方法,模拟计算了不同时间和排量下的酸蚀裂缝导流能力变化规律。结果表明:低闭合应力下,酸液反应速率是酸蚀裂缝导流能力主控因素。高闭合应力下,闭合应力、岩石特征和岩面非均匀性是酸蚀裂缝导流能力主控因素。闭合应力是影响岩石表面变形的主控因素,是长期酸蚀裂缝导流能力的决定因素。闭合应力长期作用时裂缝深部导流能力下降幅度比缝口大。人工裂缝中长期酸蚀裂缝导流能力分布规律受酸岩反应速率控制。

沉积岩致密油藏压裂裂缝导流能力及产能模型

为明确不同类型沉积岩储集层压裂开发后导流能力的变化规律,通过开展浊积岩、滩坝砂、砂砾岩等沉积岩压裂后导流能力测试实验,分析了岩性与导流能力之间的关系,构建了导流能力模型。将导流能力模型引入主裂缝压力控制方程,得到主裂缝压力解析解;应用分布式体源方法建立了水平井多段压裂产能预测半解析模型。将新产能预测模型应用于大庆长垣外围朝阳沟油田致密油藏,数值模拟模型、不考虑岩性产能模型和考虑岩性产能新模型的计算误差分别为6.5%、22.7%和4.6%,新的模型侧重于不同沉积岩岩性对产能的影响,提高了致密油藏产能预测精度。

顺北油田碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力实验研究

顺北油田碳酸盐岩油藏的开发以酸化压裂为主。针对该油田高温、高压、纯石灰岩储层的特性,利用FCES-100导流仪开展室内酸蚀裂缝导流能力的测试。岩样选用该油田一间房组储层石灰岩。实验结果表明:在酸岩接触时间相同的条件下,转向酸的酸蚀裂缝导流能力大于交联酸;转向酸的最佳酸岩接触时间为40 min;转向酸和交联酸的转折闭合压力分别为40 MPa和46 MPa,闭合压力低于转折闭合压力时,酸蚀裂缝的导流能力大于加砂酸蚀裂缝,闭合压力高于转折闭合压力时,酸蚀裂缝的导流能力小于加砂酸蚀裂缝;转向酸和交联酸的长期导流能力分别在48 h和72 h以内迅速下降,并分别于96 h和120 h以后趋于稳定。研究表明,在顺北油田酸化压裂设计中需优化注入方式和酸液用量,以提高酸蚀效果。

高温高压碳酸盐岩油藏酸蚀裂缝导流能力实验研究

结合塔河油田托普台区块高温高压纯灰岩储层特点,应用高温高压酸岩反应仪、FCES-100导流仪研究酸蚀裂缝导流能力变化规律。短期导流能力实验结果表明:相同酸-岩接触时间下,稠化酸导流能力高于交联酸;闭合压力低于50 MPa,加砂酸蚀裂缝导流能力低于酸蚀裂缝导流能力,闭合压力高于50 MPa,加砂酸蚀裂缝导流能力高于酸蚀裂缝导流能力。加砂酸蚀裂缝导流能力实验结果表明:40/70目陶粒和1.5~2.5 kg/m2铺砂浓度酸蚀裂缝复合导流能力高。长期导流能力实验表明:48 h内导流能力快速降低,然后逐渐下降,120 h后趋于稳定。

高温高压条件下支撑剂导流能力评价研究

鸭西、青西油田下沟组储层埋深超过4000m,闭合压力一般为70~100MPa,有些储层甚至高达110MPa,油藏温度大于120℃。为了提高压裂改造效果并延长压后有效期,采用导流仪从支撑裂缝导流能力方面对深井压裂支撑剂的选择进行了分析研究。主要评价了不同强度、不同铺砂浓度下支撑剂长期导流的能力,柴油为流体介质时支撑剂强度、支撑剂粒径对导流能力的影响,破胶液残渣对不同粒径支撑剂导流能力的损失程度。研究结果显示,支撑剂在高温高压环境下能够提供理想的支撑裂缝导流能力,以达到增产的目的。