基于“极限缝宽”理论的压裂工艺优化与应用

川西深层DY气藏埋深4 500-6 100 m,地层温度127-140℃,平均基质孔隙度2%-4%、平均基质渗透率0.01-0.1 m D。具有低孔、低渗、地应力高、天然裂缝发育等特点,钻井过程中钻井液漏失,采用常规的压裂技术,施工中经常出现砂堵和泵压异常偏高的情况,导致加砂压裂施工失败。基于“极限缝宽”理论,通过开展裂缝性储层加砂工艺优化,采用滑溜水加砂压裂改造,大规模液量、高施工排量和低砂比压裂技术,压裂设计采用多段塞加砂技术并适当控制最高砂比等针对性措施,配套井口装置和深穿透射孔技术,DY2-C1现场试验施工有效率为100%,最大加砂量达到50 m3,最大加砂浓度达到352 kg/m3,与常规工艺相比,该项试验提高了DY气藏压裂规模和效果。

竖直窄矩形通道内弹状流特性的实验研究

针对窄矩形通道内弹状流的气弹行为和阻力特性问题，以空气和水为工质，应用高速摄影仪，对3．25 mm×43 mm的竖直矩形通道进行了弹状流的可视化研究。实验共获得111组数据，气、液相雷诺数范围分别为55～2042和1115～22016。实验结果表明，气弹上升速度随两相折算速度线性增加；气弹长度随液相折算速度的增加而减小，随气相折算速度的增加近似线性增大；气弹区（1≤L＊b ＜2），气弹宽度随气相流量的增大而显著增大，到达加长气弹区（L＊b ≥2），气弹宽度基本稳定。基于两相折算速度的雷诺数对实验数据进行拟合，拟合关系式的误差为14．7％。

煤层气井水力压裂段塞技术多因素风险分析

基于大量现场作业和水力压裂裂缝扩展理论,提出了煤层气井水力压裂施工中支撑剂段塞存在引起早期砂堵的风险。针对煤层气井压裂施工,着重分析了施工液量、排量、裂缝转向、多裂缝等对裂缝几何尺寸的影响。采用理论分析结合模拟计算的研究方法,阐述了上述多种因素对裂缝几何尺寸、压裂液效率、尤其是缝宽的影响规律。针对不同因素的影响,提出了相对应的施工措施:提高排量、增加段塞前泵注液量有利于支撑剂进入裂缝;提高液体黏度、排量,沿最大主应力方向定向射孔等措施降低裂缝转向带来的砂堵风险;采用细砂或粉砂作为段塞支撑剂,有利于进入人工裂缝、降低滤失量、提高施工压裂液效率,进而降低多裂缝带来的影响。