坚硬覆岩预裂弱化改性效应及导水裂缝带控制机理

针对深部煤层开采坚硬覆岩条件下导水裂缝带控制问题,充分借鉴坚硬顶板预裂弱化技术,提出预裂弱化坚硬主控覆岩控制导水裂缝带高度的新方法。综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟等方法,研究了坚硬主控覆岩预裂弱化改性效应,详细阐述了不同弱化层位对导水裂缝带的控制机理,并进行了实测验证。研究结果表明:预制裂缝可以使坚硬岩石往强度低的方向进行转变,并将完整岩样的劈裂破坏特征转变为以预制裂缝为主控的张拉剪切破坏,坚硬岩石的破坏程度由剧烈趋于缓和;揭示了预制裂缝对坚硬岩体的弱化改性效应,计算得到应力与裂缝耦合的损伤变量,定性的分析了弱化程度与岩性转变的关系,改性后岩体能量存储能力降低,耗散能力增强;数值模拟了不同弱化层位对导水裂缝带的控制效果,综合对比覆岩破坏形态、裂隙数量及破坏高度动态演化规律,发现“马鞍形”破坏形态随着弱化层位的升高而逐渐减弱,覆岩裂隙数量演化基本呈现“缓增−突增”的演化趋势,未弱化以及中、高位弱化覆岩破坏高度动态演化近似呈现“S”形,而中位弱化呈“半抛形”,综合分析得出低位弱化对导水裂缝带的控制效果最好;在分析高、中、低位坚硬岩层破坏特征的基础上,揭示了不同预裂弱化层位控制导水裂缝带发育机理;钻孔实测孟村矿顶板压裂条件下的“两带”发育高度,对比发现预裂弱化条件下裂采比降低,初步验证了顶板预裂弱化对导水裂缝带发育的抑制性。研究成果将为深部矿区耦合灾害防控、水资源及生态保护等领域提供理论和科学依据。

水力压裂裂缝高度的控制技术及其成功应用

以压裂中可能形成垂直裂缝的井层为对象,从理论出发阐述了影响水力压裂裂缝高度的因素,指出了压裂施工中影响裂缝高度延伸的可控因素和非可控因素,并据此原理在现场进行了裂缝高度的控制探索,取得了成功。

大型压裂技术在低孔低渗薄互层中应用与研究(英文)

针对沙四段低孔、特低渗储层存在层多、层薄、微裂缝发育等特点,从分析该区块压裂改造难点入手,找出了影响压裂效果的关键因素。针对性提出了压裂液体系优化、综合降滤技术、综合控缝高技术和压裂测试技术,在高89块实现了区块大型压裂改造。现场应用证明,新投产井压裂后均自喷生产,稳产期长,增产效果显著。

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。

低应力差薄互层控缝高压裂技术研究及应用

青海油田低渗储层主要以薄互层为主,该类储层有效厚度小、天然裂缝发育、油水关系复杂、储隔层应力差小。在常规水力压裂过程中,人工裂缝在储层岩石中起裂后在纵向延伸高度上难以控制。当裂缝延伸超出产层进入上下隔层时,不仅造成压裂液资源的浪费,而且难以达到设计参数要求。针对低应力差薄互层在常规压裂过程中出现的裂缝高度过度延伸,造成单井产量低、递减快,含水暴涨等问题,对影响裂缝延伸高度的因素开展了系统分析并优选出了关键因素,最终优化形成了低应力差薄互层控缝高压裂技术。利用该技术对青海油田多个区块的油井进行了施工,取得了预计效果。目前,该技术正应用于更多低应力差薄互层的压裂施工中。