一种伪随机信号混合编码及其在油气压裂智能实时监测系统中的应用

介绍了基于x×aⁿ与y×bⁿ序列的伪随机信号混合编码的实现方法、硬件动态加载过程,及其在四川威远某页岩气压裂监测工程中的应用。应用基于x×aⁿ与y×bⁿ序列的伪随机信号混合编码方法,可以设计出满足伪随机编码规则的组合形式的伪随机信号,并对波形进行编码,自动生成码流。基于这种编码的动态装载技术可以对大而长和较复杂的组合伪随机信号进行加载,为多种伪随机信号应用提供了一种便捷、通用的技术方法手段。     

全球扭转构造体系结构要素分析

全球板块的分割和漂移并非杂乱无章,它们被力学性质各异的构造网络组合在同一应力场中构成全球扭转构造体系。本文从分析结构要素的力学属性入手来鉴定这个体系。该体系由一个NWW向螺旋型扭转压裂带为主干要素及NNE向张裂带、经向扭劈裂带和纬向扭割裂带等配套要素组成。     

陕西双王含金角砾岩地质特征及成因初探

双王金矿含金角砾岩为水力压裂成因角砾岩。认为该水压角砾岩体是深源富碱含金流体在泥盆系一套热水沉积的富钠质岩系中发生水力压裂作用形成的。早期共轴递进挤压使能干性的富钠质岩系与非能干性的富泥质岩系发生构造透镜石香肠化;晚期的非共轴递进剪切使早期在透镜体中心形成的构造裂隙由剪性转化为张性,并产生巨大的压力降使深部的流体在富钠质岩系中沿裂隙发生水力压裂作用,从而形成双王水力压裂含金角砾岩。     

煤矿井下长钻孔分段水力压裂技术研究进展及发展趋势

井地联合压裂是煤矿井下长钻孔分段压裂的发展趋势之一,压裂液经地面压裂泵加压后通过地面贯通井、煤矿井下长输管路进入煤矿井下长钻孔实施大排量压裂。支撑剂在长输管路中的悬浮运移规律对于优化设计加砂参数、避免管路中砂堵具有重要意义。通过室内实验评价压裂液的流变性能和携砂性能;基于欧拉−颗粒流理论构建数值模拟模型,研究水平管内支撑剂悬浮运移规律及其影响因素;探讨压裂液携带支撑剂运移的流态以及临界沉降流速的计算模型。结果表明：1%降阻剂的加入能够使活性水压裂液黏度提高3~5倍,支撑剂密度越小,压裂液黏度、砂比越高,支撑剂在压裂液中的沉降速度越小;支撑剂在水平管内的流动受到多因素的综合影响,压裂液流速越小,支撑剂密度和粒径越大,支撑剂在管道底部的沉积越严重,携砂效果越差;随着管路直径的增大,管道出口截面支撑剂体积分数最大的位置由管道中下部移动至管道底部,支撑剂流动对于管路的磨损加重;砂比越大,支撑剂间的相互作用越强,压裂液携砂能力降低;优选采用疏浚技术规范推荐的模型计算活性水携砂条件下的支撑剂临界沉降速度,随着管路直径的增大,所需的临界携砂排量呈指数式增大,提高压裂液黏度可降低携砂所需的临界排量。建立的携砂运移临界排量模型和总结的支撑剂运移规律可对管路直径和压裂液排量进行优化匹配,为井地联合压裂施工提供理论支撑。

     

交变应力对套管损伤机理的影响

水平井分段压裂技术已在低渗透油气藏及煤层气开发过程中得到了较为广泛的应用,并取得了良好的经济效果。但是,由于分段压裂会使直井段的套管承受交变应力作用,进而造成其在软硬交错地层处发生严重变形,从而影响压裂安全作业,甚至引发所有剩余压裂段报废。为探索其破坏机理,开发一个类似弹簧单元的用户子程序来模拟循环荷载作用下套管-水泥环界面的受力情况,并将该单元植入到套管-水泥环-岩层系统的ABAQUS轴对称有限元模型中,模拟水平井分段压裂过程中套管的力学行为。结果表明,在软硬交错地层中,采用水平井分段压裂时,注入压力与地应力之间的交变应力差会造成套管的大变形。此外,基于ABAQUS的数值模拟结果,采用FE-safe评估套管疲劳寿命,发现处于软硬交错地层处套管的疲劳寿命最短。基于上述研究,建议在具有软硬交错地层的低渗透油藏及煤层气储层中进行分段压裂时,应设法提高非压裂阶段压力,以减轻交变应力对软硬交错地层处的套管损伤。     

无线电波坑道透视法在煤矿井下水力压裂效果评价中的应用

文中阐述了无线电波坑道透视法评价水力压裂效果的原理、方法,提出了面积法定量评价方法.并以重庆松藻煤矿3211S工作面水力压裂前后的无线电波坑道透视探测资料为例,深入开展了压裂前、压裂后的无线电波衰减系数等值线成果图对比分析研究,并采用面积法定量评价了3211S工作面水力压裂效果,经矿方提供的巷道揭露断层地质资料验证了面积法定量评价水压裂效果方法的可靠性、准确性.该评价方法能有效指导二次补充水力压裂孔的合理布置,能优化同煤层的顺层水力压裂施工设计方案,节约大量设计、施工成本,能产生较好的经济和社会效益.无线电波坑道透视法具有物探方法成熟、操作简单、仪器轻便、探测结果精度高等优点,该评价方法值得在煤矿井下回采工作面水力压裂施工中大力推广应用.     

水力压裂对速度场及微地震定位的影响

水力压裂是页岩气开发过程中的核心增产技术,微地震则广泛用于压裂分析、水驱前缘监测和储层描述.微地震反演过程中,用于反演的速度模型往往基于测井、地震或标定炮资料构建,忽略了压裂过程中裂缝及孔隙流体压力变化对地层速度的影响.本文首先基于物质守恒、渗流理论和断裂力学模拟三维水力压裂过程,得到地下裂缝发育特征和孔隙压力分布.继而根据Coates-Schoenberg方法和裂缝柔量参数计算裂缝和孔隙压力对速度场的影响,得到压裂过程中的实时速度模型.最后利用三维射线追踪方法正演微地震走时和方位信息,并采用常规微地震定位方法反演震源位置及进行误差分析.数值模拟结果表明,检波器空间分布影响定位精度,常规方法的定位误差随射线路径在压裂带中传播距离增加而变大,且不同压裂阶段的多点反演法与单点极化法精度相当.     

碎软低渗煤层煤层气直井间接压裂技术及应用实践

为了解决碎软低渗煤层压裂改造过程中煤粉产出和压裂裂缝不易延伸的技术瓶颈,采用地应力和数值模拟分析方法,对煤层气井间接压裂适应性及裂缝展布规律进行分析研究,并在湖南洪山殿矿区进行了间接压裂工程实践。结果表明：间接压裂可有效提高碎软低渗煤层的压裂改造效果,增加压裂裂缝长度,当顶底板为脆性砂岩时,更加有利于间接压裂;洪山殿矿区HC01井取得了单井产气量1 850 m³/d的良好产气效果,表明\     

华北地区煤层气井压裂裂缝监测及其扩展规律

介绍了井温测试法、放射性同位素法、大地电位测试法和微地震测试法监测煤层水力压裂裂缝的基本原理。使用上述4种方法对华北地区施工的煤层气井压裂裂缝进行测量,得到了大量压裂井的裂缝方位和高度的监测数据。通过统计分析发现:压裂后的煤层裂缝一般都穿越其上下隔层,最大裂缝高度是压裂层厚度的6倍,裂缝长度大部分为50~90 m,裂缝形状基本以垂直裂缝为主,裂缝方向存在着随机性,扩展方向受地应力、局部地层构造和煤层割理共同作用。     

页岩微纳观尺度雁列式断续裂纹的原位观测

页岩气、煤层气等非常规油气储层层理面较为发育,而不同地域层理面胶结程度具有差异性,揭示层理面强度对水力裂缝的影响机制,对理解水力压裂缝网形成演化具有重要意义。基于ABAQUS有限元软件,利用Python编程建立了含层理面的全局嵌入0厚度cohesive单元模型,基于该模型研究了层理面强度对水力裂缝扩展的影响,进一步结合MATLAB编程实现了压裂过程的声发射(AE)模拟,为精细化研究裂缝扩展过程提供了重要手段。通过分析数值模拟结果及声发射数据可知：水力裂缝的扩展路径由最大主应力和层理面共同决定,层理面强度决定了两者影响比重,层理面强度越弱,对水力裂缝的捕获能力则越强,裂缝扩展路径将由层理面主导,层理面强度适中时在层理面和地应力共同作用下可产生顺层-穿层交错复杂裂缝网络,压裂效果最佳。顺层破裂裂缝表现为低缝宽剪切裂缝,地应力作用下不易闭合,对支撑剂强度要求较低,穿层裂缝为大缝宽拉张裂缝,有利于支撑剂的运移填充。矿物非均质性可导致裂缝的非同步扩展,间接影响裂缝的复杂程度。水力压裂施工设计时可针对不同层理面强度储层,差异化压裂设计,从而实现非常规致密油气的高效开采。