水力切割模拟水合物储层成孔特性试验

作     者：廖华林 王鄂川 董林 牛文龙 牛继磊 戴子健 闫传梁 LIAO Hualin;WANG Echuan;DONG Lin;NIU Wenlong;NIU Jilei;DAI Zijian;YAN Chuanliang

作者机构：非常规油气开发教育部重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油集团海洋工程有限公司北京100028 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2022年第53卷第3期

页      面：924-932页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFE0111400) 国家自然科学基金资助项目(51974353) 

主　　题：天然气水合物 水力割缝 孔眼形态 成孔机制 喷嘴直径 

摘      要：为了探究水力割缝技术对于天然气水合物储层改造的适用性,开展了模拟水合物储层的地面水力割缝模拟试验。采用大尺寸试样,分析了喷射压力、喷嘴直径和加砂体积分数对套管及模拟试样的割缝形态、成孔特征以及破坏形式的影响。研究结果表明:水力喷射切割过程中,由于高压射流的冲击力及冲蚀作用,模拟水合物储层中形呈近似椭圆锥体孔眼,内表面凹凸,并出现裂缝、凹坑及其他不规则形状;近喷嘴端孔眼会形成冲蚀空腔,孔眼直径较大,而随着孔眼深度增加,孔眼直径逐渐缩小;模拟水合物储层在水力切割后呈现破碎、不规则冲蚀、扩孔、冲刷、侧向裂缝等多种复杂破坏形式,比常规砂岩、煤岩的破坏形式更为复杂;孔眼深度随着喷嘴直径增加先增大后减小,而孔眼深度随着喷射压力逐渐增大;当喷射压力为25 MPa,喷嘴直径为5 mm,含砂体积分数为6%时,可形成深度约92 cm,最大直径约为14 cm的椭圆形孔眼;在套管与水合储层直接接触条件下,切割套管缝宽受喷嘴直径、喷射压力和加砂体积分数的影响,缝长主要由喷嘴移动距离决定。射流对水合物储层的破坏作用影响因素多,不仅与水射流及冲蚀条件有关,还与水合物储层的物化性质密切相关。