南川页岩气地质工程一体化优化中的参数敏感性分析

地质工程一体化综合施策是页岩气降本增效、提高开发效益的重要途径,综合、定量是一体化优化决策研究的重要发展方向.但目前的定量优化更多针对单井进行,常以优化得到的单井最优的裂缝半长/水平井长作为井网部署的依据.在利用运筹学技术构建的单井和区块效益目标函数的基础上,以中国南方海相页岩气为例,对比分析了单井和区块优化结果对主要地质条件和工程参数变化的敏感性.结果表明,尽管随着压裂规模（裂缝半长）的增大,单井和区块的效益都呈现先增后减的趋势,但最优的裂缝半长明显不同.同时,随孔隙度、含气饱和度、压力系数、天然气价格、压裂成本、钻井成本的升高,优化所得的单井和区块的最优裂缝半长变化规律不同.这表明,单井优化的结果不能作为井网部署的依据,区块和单井得到的最优值并不一致,应该以区块地质工程整体一体化优化的结果来布井.这一认识对页岩气及其他非常规油气井网优化部署和效益开发有现实的指导意义.     

水力裂缝穿越非连续面扩展时的断裂过程研究

非连续面发育是非常规油气储层的显著地质特征之一,水力裂缝能否穿越非连续面扩展会关系到压裂的改造效果。为研究水力裂缝穿越非连续面扩展时断裂过程区（fracture process zone,简称FPZ）发育特征,采用自主设计的可视化压裂试验装置对含预制摩擦界面的砂岩平板试件开展水力压裂试验。基于数字图像相关法实时监测了水力裂缝正交穿越界面扩展过程中的位移及应变场特征。试验结果表明,水力裂缝穿越界面扩展之前,断裂过程区已经开始跨越界面发育;裂缝能否穿越界面扩展在FPZ的初始发育阶段已经注定,不受FPZ内应力软化过程影响。基于Renshaw-Pollard准则建立了考虑FPZ边界范围的裂缝穿越非连续面扩展准则,并通过前人及文中试验数据进行了可靠性验证。相比而言,改进准则更准确地考虑了裂缝前端线弹性断裂力学的适用范围。研究发现FPZ长宽比对裂缝穿越界面扩展准则有显著影响,相同条件下,FPZ长宽比越大,裂缝正交穿越界面扩展所需要的摩擦系数下限值越小。     

二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率技术进展与展望

国内外碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已取得初步进展.通过系统调研及研究实践,总结了二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率的技术进展,并对下一阶段的研究趋势进行了展望.研究表明：二氧化碳提高油气采收率是目前CCUS的主流应用方向,并且CCUS项目主要应用于常规油气藏,每注入1 t二氧化碳可采出原油0.1～0.6 t.如何应对二氧化碳气窜是二氧化碳提高油气采收率面临的关键问题.下一阶段的研究主要围绕二氧化碳提高非常规油气藏的采收率,如何使注入的二氧化碳能够有效地进入页岩或煤层基质仍是该类油气藏提高采收率的研发重点方向.除了二氧化碳提高油气采收率之外,二氧化碳还可用于提高地热采收率,目前的研究主要围绕二氧化碳与水作为工质开发地热的效果对比,温度场、应力场、渗流场、化学场的耦合作用对二氧化碳开发地热过程的影响仍有待进一步的研究.在同一个油气藏中利用二氧化碳作为工作流体先后开展提高油气采收率、提高地热采收率和二氧化碳地质封存一体化可能成为CCUS的发展趋势.该研究对加速CCUS部署以及油气和地热的协同开发及实施双碳战略有重要意义.     

川南泸州地区页岩气甜点地质工程一体化关键要素耦合关系及攻关方向

页岩气甜点地质工程一体化关键要素分析与评价是页岩气高效勘探开发的必要工作.从甜点优选、钻完井工程、压裂工艺等多方面对川南泸州地区开展研究,结合地质工程一体化研究思路,系统分析了工程要素与地质要素的耦合关系.结果表明：泸州地区地质条件复杂,水平最大主应力方向为NWW-SEE向,由西向东裂缝发育程度减少;天然裂缝方向与最大主应力方向和井轨迹有效匹配提高压裂改造体积,井轨迹方位与地应力夹角大于60°、与裂缝主方向夹角大于20°时,水平井压裂效果越好;通过加密分簇、提高排量、暂堵转向、提高加砂强度等技术优化,可保证深层页岩改造体积及缝网有效性.综上,利用工程与地质双因素耦合分析,开展深层井轨迹与甜点预测关系、深层裂缝体积改造与地应力关系、深层钻-完井工程与岩石力学关系技术攻关,能够有效推动地质工程一体化的动态运行,提高单井最大可采量和区块最大动用量.     

彬长矿区“井上下”立体防治冲击地压新模式

随着煤矿开采强度的不断增大,矿井逐渐向深部转移,冲击地压灾害日益严峻。而深部冲击地压矿井往往存在一层或多层坚硬厚岩层,这些坚硬顶板厚度较大,整体性强,突然断裂时会释放大量弹性能,易引发冲击地压事故,严重制约矿井安全生产。以陕西彬长矿区孟村矿为例,针对矿区内煤层埋藏深、普遍存在多种坚硬厚岩层的特殊情况,提出针对性治理措施：对顶板上方0～80 m范围内厚度超过10 m的坚硬厚岩层进行破断、弱化处理,对煤层上方0～30 m范围的低位岩层采取顶板深孔爆破预裂措施,对煤层上方30～60 m范围内的中位坚硬岩层采取顶板定向长钻孔水力压裂措施,对煤层60 m以上高位坚硬岩层采取地面水平井分段压裂措施;使高、中、低位顶板产生的裂缝在垂向上实现贯穿,将顶板“切割”成相对规则的“块状”结构,使上覆岩层应力由“硬传递”转化为“软传递”;并结合煤层大直径孔卸压、煤层爆破等煤层卸压措施,形成了区域与局部相结合、煤层与岩层全覆盖的“井上下”立体防治模式。工程实践证明：采用“井上下”立体防治模式后,工作面103 J以上微震事件降低88%,周期来压强度降低23%,来压持续时间缩短61%,防冲效果良好。该技术模式的成功...     

鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂改造实践与认识——以定边油田致密油为例

定边油田致密油主要发育于半深湖-深湖相区,最典型是延长组长7油层,烃源岩条件优越。致密油分布范围广,同时砂岩储层致密、物性差、孔隙结构复杂、含油饱和度高、油藏压力系数低的特点。另外微裂缝较为发育。开发历程经历了三个阶段：致密油开发试验阶段、致密油开发推广阶段、致密油开发综合治理阶段。本文总结分析了致密油勘探开发过程,且从工程参数特征等因素进行差异性分析,找出影响致密油开发效果的主控因素,在此基础上不断的技术攻关,深化完善工艺参数,配套形成了致密油储层改造技术系列,并实现规模化应用。因此,根据目前的储层特征和开采现状,积极的转换开发方式,注水吞吐、体积压裂、与井网结合的缝控体积压裂取得很好效果,是致密油提高采收率的经济有效手段,形成了致密油不同井况、不同井组的增产技术思路,这几种方式措施后的水平井均取得一定成效,对致密油藏水平井开发提供了指导性的意义。     

Completion and stimulation trends in North American unconventional plays and resulting impact on well productivity

过去十年,非常规油气勘探开发在全球范围内大幅扩张。水平钻井和多级水力压裂技术也在不断地发展和创新,使得超长水平井成为可能。同时,因为压裂强度不断增加,作业者可以最大限度地提高储层接触面积和对储层的改造体积 （SRV）。然而,完井优化方面的挑战仍然存在,作业者持续不断地尝试和试验各种完井与增产参数组合,以确保非常规油气藏开发的经济可行性。优选最佳的完井与增产参数组合是一项非常关键的任务,应结合油气田的具体储层特征进行优化。本文总结了2014—2020年间北美9个主要非常规油气藏的压裂增产趋势,包括Marcellus, Haynesville, Barnett, Utica, Bone Spring, Bakken, Wolfcamp Midland, Eagle Ford, Scoop/Stack。分析了各油气田几个关键的完井和增产参数的整体趋势,同时还评估了单个参数（如水平段压裂长度、支撑剂强度、段间距等）对井产能的影响。然后对比分析相应的初始井产量（90 天平均初始产量）,评估各个参数对产能的影响,从而确定每个完井参数的最佳范围,以实现产能最优化。     

环江油田巴19区块长7段钙夹层评价与大斜度井分段压裂优化

为实现最大化油藏接触,提高油藏产出水平,长庆环江油田巴19区块长7油藏采用大斜度井开发方式。在初期压裂改造中,由于忽视了层内钙质夹层对压裂缝高的影响,导致实际裂缝的几何形态与设计产生巨大偏差,出现了邻井裂缝串通及生产高含水等问题。本文通过研究油藏剖面测井特征,在细分层位基础上分析纵向应力分布,研究“复合层效应”影响裂缝缝高延伸的关键因素,优化了分段压裂方案,获得了更好的水力裂缝几何形态和尺寸。技术调整后现场压裂工艺质量获得提高,长7段油藏压裂改造质量优良率100%,大大提高了该区块的开发水平。     

粘性土壤滑坡的水力压裂注浆

本文介绍了用水力压裂注浆法来防治粘性土壤滑坡的机理，工艺、材料与设备及优缺点。     

轴向压裂法测定冻土抗拉强度初步研究

通过试验，讨论温度、机速对轴向压裂法测定结果的影响及其规律，确定该法作为冻土抗拉强度间接测定方法的可行性。试验结果表明，测定值稳定，与温度和机速对应性良好，服从一定函数关系，通过修正，该法测定冻土抗拉强度是可行的，对现场原状冻土抗强度测定更具一定意义。