摘要:

页岩储层天然裂缝发育,加上水力压裂所形成的复杂裂缝网络,可以为油气流动提供有效通道,然而复杂裂缝网络扩展对压裂裂缝识别与优化设计也提出了新的技术挑战.为此,综合考虑天然裂缝与水力裂缝相互作用、缝间“应力阴影”等影响,应用流体力学与断裂力学理论,建立了裂缝网络扩展模型(FNPM),实现了不同力学参数、不同天然裂缝等条件下裂缝扩展方位、几何尺寸、支撑裂缝面积等多指标预测.理论模拟和现场实例应用结果表明:①改造裂缝网络扩展受控因素多,地应力差、簇间距及净压力等参数决定了“应力阴影”效应的强弱,天然裂缝与水力裂缝之间的相互作用机理决定了改造裂缝网络的复杂程度;②地应力差相同时,簇间距越小,“应力阴影”效应越强,水力裂缝扩展偏离主应力方向,裂缝宽度减小,不利于加砂;③天然裂缝内摩擦系数、天然裂缝与水力裂缝夹角越小,净压力越高,天然裂缝越容易开启或剪切,增加了改造裂缝的复杂性;④裂缝扩展方向、裂缝长度二者预测具有较好的一致性,但受天然裂缝发育差异的影响,局部压裂段有一定的差异性.所提出的裂缝预测方法为页岩改造裂缝识别与后期压裂设计提供了技术支撑.

摘要:

针对四川盆地页岩气水平井在压裂过程中因受到复杂因素导致套管变形、无法应用电缆传输射孔桥塞联作工艺的情况,采用了缝内填砂暂堵分段体积压裂新工艺.采用理论分析的方法并结合技术实践经验,建立了连续油管多簇喷砂射孔参数和缝内填砂暂堵参数优化设计方法,解决了页岩气套管变形水平井ZJ-1井大规模分段压裂的技术难题.现场施工论证和应用效果表明:①页岩气水平井连续油管多簇喷砂射孔缝内填砂暂堵分段压裂技术,可以对储层水平井段进行选择性分段压裂;②可在不使用机械封隔的条件下实现大规模分段压裂且分段效果稳定可靠,压裂作业效率与常规桥塞分段相当;③压裂后井筒实现金通径,可直接放喷测试,节约了占井时间.采用该缝内填砂暂堵体积压裂工艺技术在ZJ-1井实现了14段成功作业,获得同常规桥塞分段相当的SRV有效扩展体积和比同平台邻井更高的产气量,为页岩气水平井分段多簇体积压裂提供了一种新的改造手段与有效的工艺方法.

摘要:

川渝地区页岩气储层在压裂过程中频繁出现套管变形、机械分段工具无法下入等井下复杂情况,以及因尾追砂量受限导致近井地带导流能力低,制约了页岩气水平井的返排效果及投产产量.为此,针对以桥塞为主的机械分段工艺在川渝页岩气现场应用中的制约状况,提出了应用水平井缝内砂塞分段工艺来解决以上难题的方法.该工艺核心技术在于缝内砂塞的成功封堵转层并在返排生产过程中保持裂缝长期的高导流能力,而裂缝长期的高导流能力是决定该工艺增产效果的关键.将Hertz接触及分形理论引入到砂塞强度的分析中,结合室内工程模拟实验结果,建立了支撑剂缝内砂塞接触力学模型,从强度准则及摩擦等方面提出了缝内砂塞稳定性判据,完善了缝内砂塞渗透率分形模型.实验结果表明:①在返排初期砂塞的稳定性主要受到流体冲刷作用的影响,应严格控制排液速率;②在生产后期砂塞的稳定性主要受到裂缝闭合应力及流压的影响,适当提高支撑剂颗粒的屈服强度对保持裂缝高导流能力具有重要意义.结论认为,缝内砂塞分段工艺可以为页岩气水平井分段多簇体积压裂提供一种新的储层改造手段.

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本发明公开了一种模拟非连续铺砂缝动态闭合的可视化装置及测试方法。装置包括驱动机构、可视机构、壳体、可动活塞板和人造岩板，所述壳体呈中空结构，上端封闭下端开口，人造岩板设置在可动活塞板上，可动活塞板设置在壳体内，可动活塞板上表面开设有滤失沟槽和滤失孔，可动活塞板与壳体内腔滑动密封配合，驱动机构与可动活塞板连接带动可动活塞板在壳体内腔中运动，可视机构设置在壳体上表面上。本发明可模拟非连续铺砂裂缝孔道率变化的真实条件，满足不同环境条件下缝内孔道率变化的测试要求，可用以指导优化脉冲式加砂压裂工艺参数及压后返排制度以降低缝内非连续支撑孔道率下降带来的不利影响。

摘要:

为了研究层理对页岩储层高度方向改造效果的影响,利用龙马溪组页岩露头开展了大尺寸真三轴压裂模拟实验,分析了水力压裂裂缝在储层高度方向上的扩展规律,并通过声发射定位解释结果对不同实验条件下的改造效果进行了定量评价.结果发现:储层高度方向的改造效果受垂向应力与层理特征的共同影响.高垂向应力(30 MPa)条件下,有利于沟通更多层理.弱胶结层理面会降低水力裂缝穿层的可能,显著降低储层高度方向的沟通效果.随着层理开启数量增多,裂缝形态更加复杂,储层高度方向的改造越充分,有效改造体积也就越大.原始开启层理面的扰动导致SRV与ESRV之间存在偏差.

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本发明公开了一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱及填砂暂堵分段压裂方法。多簇喷砂射孔冲填砂管柱包括冲洗头、喷枪、丢手装置、单流阀和连续油管，冲洗头、喷枪、丢手装置、单流阀和连续油管从下至上依次固定连接，所述喷枪上设置有多个喷嘴，喷嘴内设置有用于封闭喷嘴的滑套，滑套与投球配合堵塞滑套内孔。采用本发明只需起下一次连续油管就能完成冲砂、填砂和多簇喷砂射孔作业的工具管柱组合，实现油气井填砂暂堵分段压裂，应对页岩气井套管变形对压裂施工的影响。

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采用真三轴压裂模拟系统对四川盆地志留系龙马溪组露头页岩开展了压裂模拟实验,将通过岩样剖分和CT扫描获得的水力裂缝扩展形态与声发射监测解释结果进行对比以揭示裂缝扩展过程中的声发射响应特征,并分析水力裂缝连通区域与未连通区域在声发射事件类型上的差异.研究表明,声发射事件点的空间分布能够反映岩样内部水力裂缝扩展形态.水力裂缝起裂的位置声发射事件点较多、分布集中;水力裂缝激活的层理面附近声发射事件点稀疏;裂缝密度越大,声发射事件点的分布越密集.水力裂缝沟通范围与声发射事件点的分布范围存在差别,基于声发射事件的改造体积解释结果偏大.水力裂缝沟通范围内声发射事件以剪切事件和张性事件为主,未被水力裂缝沟通的原始开启层理面附近以剪切事件为主,将二者进行区分可以提高储集层改造体积解释结果的准确性.图7表3参32

摘要:

页岩储层天然裂缝发育,加上水力压裂所形成的复杂裂缝网络,可以为油气流动提供有效通道,然而复杂裂缝网络扩展对压裂裂缝识别与优化设计也提出了新的技术挑战.为此,综合考虑天然裂缝与水力裂缝相互作用、缝间“应力阴影”等影响,应用流体力学与断裂力学理论,建立了裂缝网络扩展模型(FNPM),实现了不同力学参数、不同天然裂缝等条件下裂缝扩展方位、几何尺寸、支撑裂缝面积等多指标预测.理论模拟和现场实例应用结果表明:①改造裂缝网络扩展受控因素多,地应力差、簇间距及净压力等参数决定了“应力阴影”效应的强弱,天然裂缝与水力裂缝之间的相互作用机理决定了改造裂缝网络的复杂程度;②地应力差相同时,簇间距越小,“应力阴影”效应越强,水力裂缝扩展偏离主应力方向,裂缝宽度减小,不利于加砂;③天然裂缝内摩擦系数、天然裂缝与水力裂缝夹角越小,净压力越高,天然裂缝越容易开启或剪切,增加了改造裂缝的复杂性;④裂缝扩展方向、裂缝长度二者预测具有较好的一致性,但受天然裂缝发育差异的影响,局部压裂段有一定的差异性.所提出的裂缝预测方法为页岩改造裂缝识别与后期压裂设计提供了技术支撑.

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本发明公开了一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验装置，属于非常规油气藏增产改造技术领域，包括可视化模拟页岩岩样、综合控制台和高清摄录相机，其特征在于：还包括可视化压裂腔体、第一恒速恒压泵、第二恒速恒压泵、液压室、多级流体注入端、模拟井筒和集液罐，可视化模拟页岩岩样和可视化压裂腔体均通过模拟井筒与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵连接，液压室与第二恒速恒压泵均连接。本发明满足对不同压裂模式及施工参数条件下的裂缝形态量化要求，模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，对页岩气优质开发、提速增效具有重要意义。

摘要:

本发明公开了一种页岩气水平井支撑剂缝内屏蔽暂堵分段压裂工艺，包括如下步骤：将连续油管及喷砂射孔工具下入到需要压裂改造的层段，进行多簇射孔后，起出连续油管和射孔工具；地面设置最高安全泵压，开展主压裂，促使储层产生体积裂缝；当注入液量达到1600~1800m3后，泵注支撑剂段塞进行暂堵；当用于填砂的段塞进入地层孔眼后，降低注入排量直至砂塞进入地层；若井筒压力升高至超过地面设置最高安全泵压则屏蔽封堵成功；下入连续油管进行下一段多簇射孔和主压裂，直到完成所有段压裂。本发明应用连续油管多簇喷砂射孔结合缝内填砂暂堵分段压裂，可有效解决套变缩径等致使机械桥塞及射孔工具无法下入等复杂问题。xa0xa0