页岩气储层压裂改造关键技术及发展趋势

页岩气是国内外新兴的非常规新能源,可作为常规能源的重要补充,在当前世界能源紧缺形势下具有特别重要的战略
意义。当前,我国页岩气资源潜力巨大,尚处于起步阶段,远落后于北美地区的商业化开发,但国家高度重视页岩气的勘探开发,
以有效缓解能源紧缺。页岩气高效开发的关键在于储层的水平井压裂改造,也是当前我国页岩气产业面临的重大困难之一。整
理和比较了多级压裂、清水压裂、同步压裂、水力喷射压裂、重复压裂、CO2 与N2 泡沫压裂、缝网压裂等当前储层压裂改造的关键
技术及适用条件,对比了压裂中常用的滑溜水、复合压裂液、泡沫等各类压裂液体系和各类添加剂的优劣效果,总结了井下微地
震、测斜仪、直接近井筒裂隙监测、分布式声感器等常用的裂缝监测技术适用范围。初步展望认为,超高导流能力压裂和超临界
CO2开发技术是未来的发展趋势。      

深层致密气藏超高温压裂液复合稠化剂

为满足大庆油田松辽盆地深度埋藏储层的压裂改造需要,研制适合超高温压裂的羟丙基胍胶(HPG)/聚丙烯酰胺(PAM)复合稠化剂,进行热重和差热分析实验和流变实验.结果表明,羟丙基胍胶和聚丙烯酰胺热降解温度在200℃以上;使用单组分的羟丙基胍胶作为稠化剂制备压裂液,在190℃及170s-1剪切条件下连续剪切40min,压裂液的黏度降至50mPa.s以下;使用羟丙基胍胶/聚丙烯酰胺复合稠化剂作为稠化剂制备压裂液,在200℃及170s-1剪切条件下连续剪切150min,压裂液的黏度保持在50mPa.s以上.羟丙基胍胶和自制小分子聚丙烯酰胺在溶液中形成梯形聚合物,抑制羟丙基胍胶高分子链的水解和氧化降解是复合稠化剂提高压裂液使用温度上限原因,该复合稠化剂的研制能够满足大庆油田松辽盆地深部埋藏200℃超高温气藏压裂增产改造的需求.     

德惠低压敏感性储层低伤害压裂技术研究与应用

德惠断陷储层致密、压力系数低、水敏性强,自然产能极低甚至无。常规压裂技术难以有效改造储层,因此探索了体积压裂技术,优选了复合压裂液体系、CO₂前置伴注技术,降低了储层伤害,增强了地层能量,提高返排速度。应用大排量-变排量施工技术、变粒径陶粒组合支撑技术,建立复杂裂缝网络系统,增强导流能力,增产效果明显,成本大幅度降低,为本区储层改造指明了方向。      

油气开发中液态CO2在低压气层压裂改造中的应用

对低压低渗气层进行压裂改造是必须的,常规水力压裂改造后液体返排速度慢、程度低的问题是客观存在的,由此而引起的二次污染是影响工艺效果的主要因素.用液态CO2与水基压裂液的混合液作为新的压裂液,不会使压裂工艺水平降低,在很大程度上解决了上述问题.     

煤层气井压裂裂缝导流能力实验

为了研究煤岩压裂后裂缝导流能力的变化特征,进行煤层气井压裂裂缝导流能力实验,分别考虑裂缝闭合压力、时间、铺砂浓度、煤岩天然裂缝及煤岩性质对煤岩压裂裂缝导流能力的影响.结果表明:裂缝闭合压力是影响煤岩裂缝导流能力的重要因素;在一定闭合压力下,裂缝导流能力随着时间的推移而呈现下降的趋势;高铺砂浓度下的导流能力明显高于低铺砂浓度下的;煤岩中天然裂缝对导流能力的影响不容忽视;在较高闭合压力作用下,支撑剂的嵌入和煤粉的产生对质软的煤岩裂缝导流能力伤害更为严重.煤岩裂缝导流能力表现出与砂岩裂缝不同的一些特征,在煤层气开发中需要考虑煤岩裂缝的特性,从而获得较高导流能力的煤层气井压裂裂缝.     

深部煤层气井排采特征及产能控制因素分析

根据鄂尔多斯盆地某区块深部煤层气井生产资料,分析深部煤层气井在排采初期的气水产出特征;研究影响深部煤层气井产能的地质和工程主要因素,基于产能主控因素提出研究区深部煤层气开发建议.结果表明:深部煤层气井在排采初期产能偏低,影响产气效果的地质因素主要包括构造部位、煤层埋深、含气量及水动力条件,工程因素主要包括压裂参数、开采层数和抽采制度;开发时应注意控制压裂液排量高于7.75m3/min,保持30~40m3的加砂量,并根据产气变化及时调节泵冲次,调节幅度以小于0.05次/min为宜;工程前期设计和后期操作要与地质情况紧密结合,充分发挥两者对产能控制的最大优势.     

基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法

为及时评价水平井压裂效果、准确反演裂缝参数,提出基于页岩油气藏压裂液返排数据的裂缝参数反演方法.以不稳定渗流理论为基础,考虑裂缝—基质间油水或气水两相复合流动,以及流体在储层中的复杂渗流机理,建立渗流数学模型并进行半解析求解,形成一套划分两相流动阶段的诊断曲线和反演裂缝参数的直线分析法,对半解析模型进行数值模拟验证.美...     

有水环境下砂卵(砾)石置换软弱层的工程实践

从洛阳市高层次人才居住小区建筑群2#、4#、5#楼地基处理的工程实践出发,介绍了在饱和状态下砂卵石垫层的施工和地基处理效果。实践证明,在地下水饱和状态下用砂卵石对软弱地基土进行换填,同样可以提高地基土的强度,达到设计要求,不仅缩短了工期、降低了工程成本,达到了地基处理的效果,而且还对现行地基处理规范进行了扩展,不失为一种很好的处理方案。     

考虑裂缝干扰的气藏压裂水平井产能预测模型

基于压裂水平井井身结构复杂,需要建立考虑裂缝参数变化且符合水平井渗流特征的产能预测模型.为准确预测压裂水平井产能,通过保角变换和势的叠加原理,建立新模型,不仅考虑裂缝长度、裂缝间距、裂缝夹角的变化对压裂水平井产能的影响,还考虑裂缝间的相互干扰.结果表明:压裂水平井产能随着裂缝条数、长度和裂缝夹角的增加而增大.模型通过现场验证,计算单井无阻流量与试采结果对比,相对误差为8.3%,计算结果较为准确.     

纤维强制裂缝转向规律实验及现场试验

可降解纤维可以强制人工裂缝发生转向,促进复杂缝网的形成,目前还不清楚纤维强制裂缝转向规律。通过纤维滤失暂堵能力实验,评价纤维转向剂对人工裂缝的暂堵转向作用,分析纤维转向剂对不同裂缝宽度、不同流速时裂缝暂堵规律,确定形成暂堵的临界纤维质量分数。根据降解性能评价实验,纤维在少量水存在的情况下降解率能够达到85%以上,并在暂堵后依靠储层温度恢复而实现自动降解;根据真三轴压裂物模实验,验证纤维转向剂在裂缝存在条件下形成暂堵强制裂缝转向的可靠性,得出裂缝发生转向的水平主应力差上限为7.5 MPa,两次压裂产生裂缝间夹角与水平主应力差呈负相关关系。85口井次的现场纤维转向酸压工艺试验表明,转向压力最高达到40.0 MPa,增产效果明显。该研究结果对理解纤维暂堵裂缝转向机理与指导现场压裂施工设计具有指导意义。     

页岩储层体积压裂缝网形成的主控因素及评价方法

页岩储层的体积压裂能有效沟通天然裂缝使其形成缝网系统,极大地提高了页岩气的产能,让页岩气的开采尽快获得经济效益,因此对体积压裂缝网形成研究显得尤为重要,在对国内外大量页岩储层测试数据和体积压裂缝网形成研究成果全面系统调研和深入分析总结的基础之上,认为页岩储层体积压裂缝网的形成主要受控于3个方面的因素:①储层本身质量好,高的脆性矿物含量、杨氏模量,低的断裂韧度、泊松比、应力衰减速率和储层敏感性等,即储层的可压裂性越高,越易形成缝网;②地质背景条件优越,低的应力各向异性、天然裂缝发育、小的逼近角等,利于压裂裂缝延伸并扩展成缝网;③压裂工程措施适当,包括起裂方位和压力、支撑剂及压裂液性能、施工液量及排量等施工参数设计合理,有利于水力裂缝的充分扩展;另外,对以上控制因素的评价方法主要有室内实验、软件数值模拟及现场监测等,这些认识对体积压裂缝网形成机理研究及压裂优化设计具有重要的理论价值和实践意义。      

海陆交互相沉积岩页岩气生储特征——以鲁西南含煤区为例

鲁西南含煤区是山东重要的煤炭生产和储存区,也是山东省古生代海陆交互相沉积岩发育和保存较好的地区之一,本次以石炭-二叠纪海陆交互相沉积泥页岩为研究目标,对泥页岩沉积环境和发育特征、有机地化特征、岩石物性特征、含气性特征等方面进行分析研究,发现山西组和太原组是鲁西含煤区海陆交互相沉积岩最为发育层位,暗色泥页岩厚度100～2...     

页岩气开发的水资源与绿色发展面临的机遇与挑战

水与能源是全球关注的热点问题.水平井与分段压裂技术结合等新技术的发展,为实现页岩能源生产创造了可能性,同时增加能源对水资源的依赖性.水力压裂所需水量以及页岩气开采作业产生废水的水量和水质是页岩气开发的核心之一.本文以中国页岩气井开采先驱地区的川南页岩气开采区为例,分析页岩气开发对区域水资源系统及生态系统的可能影响,提出...     

小秦岭金矿液压致裂成矿机制初探

根据小秦岭石英脉型金矿床石英脉的空间分布、结构构造特征和矿床形成的温压条件,提出小秦岭金矿的液压致裂定位机制。在成矿期间容矿空间的扩张与矿液的充填是同时的,容矿空间的形成是矿液液压致裂作用的结果。在成矿过程中,随着矿液自身压力的逐渐增加,当达到或超过围岩静压力时,围岩便产生张裂,矿液随之充填沉淀。照此反复进行,矿脉逐渐增生,最终形成不同期次、不同矿化阶段的脉状金矿床。     

超低界面张力体系对低渗岩心非线性渗流规律的影响

低渗储层中启动压力梯度导致流体渗流规律呈现非线性特征,使得低渗储层的开发方式与中高渗储层不同。为了研究新立油田低渗储层中的非线性渗流现象,以新立油田天然低渗岩心为研究对象,通过精密压力测试多孔介质渗流实验分析超低界面张力体系对新立油田低渗岩心中单相及两相流体启动压力梯度的影响。研究结果表明:对于任何流体,新立油田低渗岩心均表现出非线性渗流特征,存在着一定启动压力梯度;低渗岩心拟启动压力梯度的值高于启动压力梯度,且两者均随着渗透率的提高而降低且与渗透率之间均为幂关系;超低界面张力体系可以明显地降低低渗岩心最小启动压力梯度与拟启动压力梯度;对于不同渗透率的岩心,两相临界启动压力梯度与含水饱和度的关系均表现出相似的变化规律,即两相临界启动压力梯度随着平均含水饱和度的上升先上升后降低;在不同渗透率下,对比水驱和超低界面张力体系驱的临界压力梯度最高点,超低界面张力体系下的临界压力梯度最高点明显小于水驱,这表明界面张力的减小可以明显地降低驱油时产生的两相临界压力梯度,超低界面张力体系改善了油藏的注入性。本研究对新立低渗储层水驱后开发方式的选择提供了参考。      

网格计算核心技术浅析

介绍了网格系统的特点和几种主要的网格体系结构,分析了网格系统中高速通信、安全、资源管理、任务管理与任务调度等核心技术.针对资源管理技术在网格系统中的重要性,作了较为详细的讨论并且提出了一种类似于搜索引擎机制的方法来组织网格资源,构造局部网格系统,各局部网格系统可以通过P2P技术互连,从而建立更大的网格系统,实现系统的可扩充性.     

长江三峡库区(奉节-巴东段)移民工程遥感动态监测

在长江三峡库区移民工程中 ,我们采用 ETM+、SPOT、IKONOS等多源、多时相、多分辨率航天、航空遥感数据组合 ,监测移民工程的动态变化 ,通过对库区奉节 -巴东段移民搬迁建与安置、新开发用地分布、土地利用与土地结构变化、地质灾害及衍生地质灾害与防治、库区环境及生态平衡与改善经济结构以及移民工程遥感动态监测等 ,取得突破性进展 ,获取了一批重要成果。为三峡移民工程进一步全面、安全地实施、改进规划管理工作及库区经济可持续发展 ,提供了科学依据和决策性建议。     

Settlement patterns of mountainous half-filled and half-cut widened subgrade with retaining wall

The settlement of widened highway subgrade in mountainous area is not only affected by the interaction between new and existing subgrade, but also seriously restricted by the external retaining wall. Based on the practical engineering of half-filled and half-cut widened mountainous highway subgrade with external balance weight retaining wall(BWRW), a sophisticated finite element numerical model is established. The evolution law of subgrade settlement is revealed during the whole process of new subgrade filling and BWRW inclination after construction. The settlement component of subgrade is clarified considering whether the existing pavement continues to be used. The results show that the additional settlement caused by the BWRW inclination after construction cannot be ignored in the widening and reconstruction of mountainous highway subgrade. In addition, pursuant to the comprehensive design of subgrade and pavement, the component of subgrade settlement should be determined according to whether the existing pavement continues to be used, while considering the influence of BWRW inclination after construction. When the existing pavement continues to be used, the settlement of the existing subgrade is caused by the new subgrade filling and the BWRW inclination after construction. On the contrary, the settlement is only caused by the BWRW inclination after construction.