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油气井测试 2007年第Z1期16卷 60-62页

作者：宋艳张兴华柏安福王庆霞大庆油田井下作业分公司黑龙江大庆163453

对于垂直裂缝储层,若压裂施工的层位上下存在不等值的应力遮挡,施工过程中会产生裂缝向上或向下的滑移现象,裂缝穿过低应力部位时,由于裂缝宽度较窄,往往形成"过液不过砂"的现象,地面施工压力呈现一定斜率上升。本文论述了产生裂缝滑移... 详细信息

对于垂直裂缝储层,若压裂施工的层位上下存在不等值的应力遮挡,施工过程中会产生裂缝向上或向下的滑移现象,裂缝穿过低应力部位时,由于裂缝宽度较窄,往往形成"过液不过砂"的现象,地面施工压力呈现一定斜率上升。本文论述了产生裂缝滑移的根本原因,利用变排量和压前注胶塞的两种方法,对防止裂缝滑移的控制技术进行尝试。在塔木查格盆地和深层火山岩压裂中,现场应用这两种技术实施4口井,取得成功。

关键词：裂缝滑移变排量胶塞

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四川盆地志留系龙马溪组页岩裂缝应力敏感实验

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天然气地球科学 2017年第9期28卷 1416-1424页

作者：端祥刚安为国胡志明高树生叶礼友常进中国石油勘探开发研究院河北廊坊065000

裂缝网络是页岩气有效开发的基础,为研究页岩裂缝渗透率在有效应力作用下的变化规律,选取具有代表性的四川盆地龙马溪组页岩样品,通过实验考察了基质、微裂缝和人工裂缝渗透率对应力的敏感程度,总结了孔渗幂指数模型、Gangi模型和Walsh... 详细信息

裂缝网络是页岩气有效开发的基础,为研究页岩裂缝渗透率在有效应力作用下的变化规律,选取具有代表性的四川盆地龙马溪组页岩样品,通过实验考察了基质、微裂缝和人工裂缝渗透率对应力的敏感程度,总结了孔渗幂指数模型、Gangi模型和Walsh模型对裂缝渗透率的拟合和修正结果,并探讨了支撑裂缝和裂缝滑移降低应力敏感性的作用机理。研究结果表明,微裂缝和人工无填充裂缝的渗透率的应力敏感最强,随着有效应力的增加呈指数式递减,Gangi模型和Walsh模型的拟合精度都在97%以上,参数分析结果表明可通过增加裂缝面的粗糙度和向裂缝加入支撑剂来降低其应力敏感系数。有支撑和滑移裂缝的应力敏感性最低,仅仅在一定应力范围内满足Walsh模型。高应力状态下,优选强度较高、耐压性好的陶粒支撑剂有利于提高裂缝的导流能力,而裂缝滑移在一定程度上比裂缝支撑剂更能增加裂缝渗透率,因此在水力压裂模型中应该考虑设计裂缝滑移来降低裂缝的应力敏感性。

关键词：人工裂缝渗透率应力敏感性支撑剂裂缝滑移

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深层页岩气地质力学研究与套管变形风险分析

深层页岩气地质力学研究与套管变形风险分析

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作者：王巨川中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

在应用水力压裂技术进行储层改造时,常由地质力学因素引起套管变形。根据调查可知,在川南地区发生套管变形的深层页岩气井中,有61.7%口井的套管变形点与地质力学因素有关。因此,要想解决套管变形问题,明确深层页岩地质力学性质及其对套... 详细信息

在应用水力压裂技术进行储层改造时,常由地质力学因素引起套管变形。根据调查可知,在川南地区发生套管变形的深层页岩气井中,有61.7%口井的套管变形点与地质力学因素有关。因此,要想解决套管变形问题,明确深层页岩地质力学性质及其对套管变形的影响至关重要。本文通过文献调研、现场资料分析、室内实验研究以及理论分析等手段,明确了川南地区深层页岩气的地质构造、储层力学、区域应力场以及裂缝分布等特征;分析了地质力学因素对套管变形的影响;探讨了川南地区深层页岩气井套管变形的类型及原因;建立了套管变形风险评估模型并对重点区域进行了套变风险分析,具体研究如下:(1)获得了威远-自贡地区(埋深4085～4123m)的地质特征,该区域裂缝及微幅构造发育,构造应力强,地层压力系数、地应力以及破裂压力均较高。根据室内岩心实验和测井数据,获得了一套深层页岩气储层的岩石力学参数,得到了该储层的纵向地质力学剖面。该储层整体上应力敏感系数较高,层理及裂隙发育,非均质性较强,水平两向地应力差较大,抗压强度较高,杨氏模量中等,泊松比中等。综合来看,该储层的力学性质较优。(2)四川盆地的压裂施工常引发天然裂缝剪切滑移,从而导致套管变形。然而,天然裂缝面的摩擦强度对裂缝的滑移有较大影响。在大排量、高压力的压裂施工中,压裂液和支撑剂会大幅度降低裂缝的摩擦系数,使得天然裂缝和大尺度人工裂缝更易于激活。因此,套管变形的风险也大幅度增加。(3)在发生套管变形的井中大部分套管变形井的套管变形点与地应力、岩性分界面等地质因素有较强相关性。同区域内,水平应力差越大越容易引起套管变形。岩性界面的变化也易引起套管变形,岩性不同,岩石的强度也不同。在室内实验中,随着岩石储层与隔层强度的增加,水力裂缝若想完成穿层就需要更大的流体压力,然而增大流体压力,岩性界面被激活的风险也会增加,同时也就增加了岩性界面发生滑移的风险,从而增加了套管变形的风险。(4)建立了套管变形风险评估模型,该模型将套管变形风险分为四个等级(低、中、高、极高),可用于在体积压裂施工改造前预测施工时发生套管变形的风险。本文对川南地区两口深层页岩气井发生套管变形的风险评估结果如下:Z井及W井套管变形风险高。

关键词：深层页岩气裂缝滑移地质力学套管变形岩石力学

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水力压裂致套管剪切变形机理及套变量计算模型

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石油勘探与开发 2021年第2期48卷 394-401页

作者：路千里刘壮郭建春何乐李彦超曾冀任山西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 川庆钻探公司井下作业分公司成都610052 川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部成都610052 中国石油西南油气田公司工程技术研究院成都610052 成都劳恩普斯科技有限公司成都610000

针对天然裂缝滑移导致页岩气井压裂易出现套管变形(简称套变)问题,在应力分析的基础上建立了裂缝面受力模型,并采用复变函数建立了套变量计算模型,开展井筒剪应力、套变量的影响因素分析。研究表明:(1)裂缝逼近角与井筒逼近角对井筒剪... 详细信息

针对天然裂缝滑移导致页岩气井压裂易出现套管变形(简称套变)问题,在应力分析的基础上建立了裂缝面受力模型,并采用复变函数建立了套变量计算模型,开展井筒剪应力、套变量的影响因素分析。研究表明:(1)裂缝逼近角与井筒逼近角对井筒剪应力影响显著,在威远页岩气田现场常见井筒逼近角(近90°)条件下,裂缝逼近角为20°~55°(或其补角)时,井筒剪应力大,套变风险高;(2)当裂缝未完全撑开时,井筒剪应力与缝内流体压力正相关、与摩擦系数负相关;当裂缝完全撑开时,井筒剪应力与天然裂缝面积正相关;(3)弹性模量越低,裂缝越长,套变程度越严重;泊松比对套变量影响较弱;套变量随裂缝逼近角增加先增大后减小,裂缝逼近角为45°时达最大值;(4)裂缝逼近角一定时,可适当调整井筒逼近角以避免井筒受到高剪应力,合理控制缝内流体压力可以降低套变风险;套管所受剪应力通常远大于套管抗剪强度,提高套管强度或固井质量对降低套变风险作用有限。经现场井径测井数据验证,套变量计算模型可靠,可用于建立套变风险程度分析图版及计算套变量,为压裂设计中快速预判水平井套变风险提供参考。

关键词：页岩气井水力压裂天然裂缝裂缝滑移套变机理套变量风险控制

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