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射孔冲击相变对射孔套管抗挤性能的影响

石油学报 2017年第3期38卷 348-355页

作者：贾曦雨王树山马峰唐凯陈华彬马小强潘德凯北京理工大学爆炸科学与技术国防重点实验室北京100081 中国石油集团川庆钻探工程有限公司测井公司重庆400021

油气井套管抗挤毁性能与材料屈服强度关系紧密,聚能射流穿孔过程中可能诱发孔眼附近材料相变从而影响射孔套管抗挤强度。首先对射孔后的P110套管取样,通过扫描电镜观察孔眼附近样本组织成分是否发生变化;然后对无孔眼、机加孔眼和射孔... 详细信息

油气井套管抗挤毁性能与材料屈服强度关系紧密,聚能射流穿孔过程中可能诱发孔眼附近材料相变从而影响射孔套管抗挤强度。首先对射孔后的P110套管取样,通过扫描电镜观察孔眼附近样本组织成分是否发生变化;然后对无孔眼、机加孔眼和射孔孔眼试件进行静力拉伸试验,对比射流冲击影响下试件抗拉性能的变化;最后通过有限元仿真分析了射孔冲击相变区的存在对套管抗挤性能的影响。研究结果表明,聚能射孔会导致材料组织成分变化而影响材料机械性能;当相变对射孔套管抗挤强度起正向增强作用时幅度有限,起负向削弱作时用射孔套管剩余抗挤强度下降显著。

关键词：套管射孔冲击相变抗挤强度有限元分析

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射孔对地层破裂压力的影响研究

岩石力学与工程学报 2003年第1期22卷 40-44页

作者：张广清殷有泉陈勉孙华纯北京大学力学与工程科学系石油大学石油工程系北京 102249 石油大学石油工程系新疆石油管理局经营计划处

射孔孔眼是沟通井筒和地层的通道,压裂施工中射孔参数的选择影响到施工效果。使用三维有限元模型结合岩石的抗拉破坏准则,系统研究了垂直井中射孔对于地层破裂压力的影响,考虑的射孔参数包括射孔密度、射孔方位角、射孔孔眼直径和射孔... 详细信息

射孔孔眼是沟通井筒和地层的通道,压裂施工中射孔参数的选择影响到施工效果。使用三维有限元模型结合岩石的抗拉破坏准则,系统研究了垂直井中射孔对于地层破裂压力的影响,考虑的射孔参数包括射孔密度、射孔方位角、射孔孔眼直径和射孔孔眼长度。通过计算分析得到了一些新的认识。主要结论包括射孔密度和射孔方位角是影响地层破裂压力的主要因素,射孔孔眼长度和射孔孔眼直径的影响不大。结论对于实际的射孔参数优化设计和压裂施工具有参考意义。

关键词：射孔地层破裂压力射孔参数有限元方法油气井采矿工程

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射孔对页岩水力裂缝形态影响的物理模拟实验

煤炭学报 2018年第3期43卷 776-783页

作者：解经宇蒋国盛王荣璟蔡记华彭力中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

通过XRD、扫描电镜及力学强度测试等实验对龙马溪组页岩的物理力学性质进行分析,并采用真三轴压裂改造模拟器开展水平井水力压裂物理模拟实验,探究射孔参数及页岩物理力学性质对裂缝形态的影响规律。实验结果表明:(1)具有3种不同射孔类... 详细信息

通过XRD、扫描电镜及力学强度测试等实验对龙马溪组页岩的物理力学性质进行分析,并采用真三轴压裂改造模拟器开展水平井水力压裂物理模拟实验,探究射孔参数及页岩物理力学性质对裂缝形态的影响规律。实验结果表明:(1)具有3种不同射孔类型的试样,在压裂后主要形成4种水力裂缝的形态模式,其中组合型射孔对于复杂裂缝的形成具有一定的促进作用。当射孔间相位角和间距过小时,缝间应力干扰增大,不利于扩大裂缝规模。(2)试样在压裂过程中的泵压-时间曲线,会因射孔类型的不同而呈现出明显的差异,曲线的波动程度和裂缝的复杂程度呈一定的正相关。(3)水力裂缝在延伸过程中与结构面相交时出现的穿透、分叉等现象是形成裂缝网络的前提。各向异性、微裂缝和微孔隙、脆性指数等页岩的物理力学性质会影响裂缝的扩展路径和迂曲度。

关键词：页岩水力压裂射孔裂缝形态物理力学性质

水平井射孔压裂完井下控制近井筒裂缝复杂度的参数优化

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岩石力学与工程学报 2022年第6期41卷 1223-1234页

作者：王小华罗浩然张丰收同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092 中国石油西南油气田分公司页岩气研究院四川成都610051

水平井射孔压裂完井是开发非常规油气储层的关键手段,但水力裂缝在射孔孔眼的竞争起裂与近井筒的非平面扩展行为仍不明确。为此,以某页岩油储层HX井为例,结合离散格子方法建立三维全耦合螺旋射孔压裂数值模型,精细描述多孔眼裂缝竞争扩... 详细信息

水平井射孔压裂完井是开发非常规油气储层的关键手段,但水力裂缝在射孔孔眼的竞争起裂与近井筒的非平面扩展行为仍不明确。为此,以某页岩油储层HX井为例,结合离散格子方法建立三维全耦合螺旋射孔压裂数值模型,精细描述多孔眼裂缝竞争扩展中的相互干扰行为以及空间演化,系统研究水平主应力差、射孔密度和射孔相位角等关键因素影响下的水平井近井筒裂缝起裂与扩展行为,提出控制近井筒裂缝复杂度的工程措施建议。结果表明,在压裂初期,各射孔孔眼根部存在径向和横向的“十”型裂缝;随后在地应力的控制下,各孔眼的横向裂缝发生优势扩展而纵向裂缝扩展受到抑制;最后在相邻孔眼裂缝发生不同程度的沟通与连接下,在远井端形成了垂直于最小水平主应力方位的横向主裂缝。当水平井筒沿着最小水平主应力方位时,低水平主应力差、高射孔密度和低相位角有利于在近井筒形成简单连续的横向主裂缝,而高水平主应力差、低射孔密度和高相位角下由于各孔眼裂缝之间沟通困难,导致形成含多条分支缝的复杂裂缝。提出的三维全耦合射孔压裂数值模型有效地描述了多孔眼裂缝起裂与扩展行为,同时研究成果为通过优化射孔完井参数以降低近井筒裂缝复杂度提供了理论指导。

关键词：岩石力学页岩储层流固耦合水力压裂裂缝离散格子方法射孔

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页岩储层射孔水平井分段压裂的起裂压力

天然气工业 2013年第12期33卷 87-93页

作者：郭天魁张士诚刘卫来赖文旭中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油大学北京中国石油华北油田公司第二采油厂

目前,页岩储层水力压裂裂缝起裂和扩展机理研究已成为国内外水力压裂研究领域的重要课题,射孔水平井分段压裂技术是其高效开发的主要手段。针对目前部分裂缝起裂压力模型在计算射孔水平井横向裂缝起裂时破裂压力过低、严重偏离实际的问... 详细信息

目前,页岩储层水力压裂裂缝起裂和扩展机理研究已成为国内外水力压裂研究领域的重要课题,射孔水平井分段压裂技术是其高效开发的主要手段。针对目前部分裂缝起裂压力模型在计算射孔水平井横向裂缝起裂时破裂压力过低、严重偏离实际的问题,基于Hossain模型和Fallahzadeh模型,建立了新的水平井射孔孔道表面的应力分布模型;同时开展了水平井分段压裂的诱导应力分布研究和不同压裂工艺条件下复合地应力的分析;进而针对页岩储层的岩性特征,建立了考虑诱导应力条件下,页岩储层射孔水平井水力压裂在岩石本体起裂、沿天然裂缝剪切破裂和沿天然裂缝张性起裂3种方式下的起裂压力计算模型,提出了页岩储层水力裂缝起裂方式和起裂压力的判别方法。该成果对于页岩储层水力压裂裂缝起裂机理的研究和现场应用具有一定的指导意义。

关键词：页岩储集层水力压裂裂缝起裂射孔水平井诱导应力复合地应力

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非均质油藏水平井射孔调剖方法

中国石油大学学报（自然科学版） 2012年第3期36卷 135-139,150页

作者：王海静薛世峰高存法仝兴华南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016 中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580 山东大学威海校区.山东威海264209

基于渗透率随机性和结构性特点,将非均质渗透率场转化为等效均质渗透率场和沿井筒变化的非均质表皮。在此基础上建立各向异性盒式油藏水平井产液剖面计算模型,提出以均衡产液剖面为目标的非均质油藏水平井变密度射孔调剖方法。从射孔调... 详细信息

基于渗透率随机性和结构性特点,将非均质渗透率场转化为等效均质渗透率场和沿井筒变化的非均质表皮。在此基础上建立各向异性盒式油藏水平井产液剖面计算模型,提出以均衡产液剖面为目标的非均质油藏水平井变密度射孔调剖方法。从射孔调剖机制出发,系统分析射孔调压范围及影响因素。结果表明:孔密、孔深越小,射孔可调压差范围越大;以均衡产液剖面为目标优化孔密后,低渗区孔密较大,生产压差较高,高渗区孔密较小,生产压差较低,产液剖面均衡性明显改善;近井渗透率变异性越强,孔密波动幅度及变化范围越大,低孔密所占的比例也越大;孔密越低,舍入误差的影响越大,调剖效果越不理想。

关键词：水平井非均质射孔变密度产液剖面调剖

同一层位多射孔段井的测试压裂设计及分析技术

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天然气工业 2005年第2期25卷 97-99页

作者：吴锦平四川石油管理局井下作业处

对同一层位多射孔段井进行改造,多种测试表明夹层及其应力不能对加砂形成的裂缝形成有效遮挡,主压裂能压开一条缝高连通整个射孔段的裂缝,测试压裂是保证主压裂顺利完成的重要措施之一,应用Fracpro压裂软件包提供的测试压裂分析能很好... 详细信息

对同一层位多射孔段井进行改造,多种测试表明夹层及其应力不能对加砂形成的裂缝形成有效遮挡,主压裂能压开一条缝高连通整个射孔段的裂缝,测试压裂是保证主压裂顺利完成的重要措施之一,应用Fracpro压裂软件包提供的测试压裂分析能很好地指导主压裂施工。同一层位多射孔段的测试压裂要能准确反应裂缝的形态,求取可靠的参数,修改、调整主压裂设计,保证主压裂施工顺利完成。文章根据同一区块的两口井在同层位多射孔段的测试压裂G函数分析、净压力的拟合及其中一口井随后的重复压裂前的测试压裂对比分析,判断测试压裂裂缝几何形态与主压裂不一致,测试压裂求取的参数不能完全符合主压裂的裂缝延伸形态,为给主压裂提供准确的参数,对这一类施工井测试压裂设计及分析提出了一些建议,力求为类似井主压裂施工顺利完成提供更多的解决方法。

关键词：射孔压裂设计试压压裂施工压裂裂缝净压力重复压裂裂缝形成应力几何形态

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基于市场环境的射孔工程计价方法

天然气工业 2015年第9期35卷 118-122页

作者：陈毓云丁丹红刘海孙晓军中国石油勘探开发研究院廊坊分院

国内现行的射孔作业计价方法存在着适应性差、可操作性不强等缺陷,不能满足射孔新技术发展的要求和射孔业务市场化定价的需求。为此,分析研究了国内外射孔作业现行的"标准炮""射孔米""固定费+深度费+作业费""深度费+材料费"4种计价方法... 详细信息

国内现行的射孔作业计价方法存在着适应性差、可操作性不强等缺陷,不能满足射孔新技术发展的要求和射孔业务市场化定价的需求。为此,分析研究了国内外射孔作业现行的"标准炮""射孔米""固定费+深度费+作业费""深度费+材料费"4种计价方法的优缺点;结合射孔工程施工工艺特点和新技术发展趋势,提出了"深度米+射孔米"的计价方法。该计价方法以工程量清单计价方法为原则,采用深度米、射孔米、孔密度系数和价格系数等4项关键技术参数,形成了一套可操作性强的射孔计价方法体系。射孔新计价方法主要具有以下优点:①采用射孔米计费能够满足不同射孔方式下的直接消耗,通过孔密度系数和价格系数反映不同工艺和市场价格变化情况,具有科学性;②采用深度米计费反映出不同井深条件下的消耗差异;③射孔价格编制简单,费用计算简便,实用性强;④工程量能够准确计量,相应价格具有可比性,能够适应未来工程量清单计价的发展要求。

关键词：射孔标准炮深度米射孔米定额计价方法工程量清单市场

基于井筒-射孔模型的地层破裂压力及起裂角的理论研究

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中南大学学报（自然科学版） 2019年第3期50卷 669-678页

作者：范勇赵彦琳朱哲明周昌林张宪尚四川大学深地科学与工程教育部重点实验室四川成都610065 四川大学建筑与环境学院四川成都610065

为了研究不同参数对水力压裂中地层破裂压力和水力裂缝起裂角的影响规律,利用井筒-射孔模型,将射孔简化为裂缝,采用保角映射的方法求得射孔端部的应力强度因子;根据最大拉应力准则求得射孔端部水力裂缝的起裂角和地层破裂压力的理论公... 详细信息

为了研究不同参数对水力压裂中地层破裂压力和水力裂缝起裂角的影响规律,利用井筒-射孔模型,将射孔简化为裂缝,采用保角映射的方法求得射孔端部的应力强度因子;根据最大拉应力准则求得射孔端部水力裂缝的起裂角和地层破裂压力的理论公式。为了验证该方法的有效性,将理论值与文献中的实验结果和工程实际值进行对比。研究结果表明:理论值与实验结果和工程实际值均吻合较好。水力裂缝的起裂角随主应力差、射孔长度和射孔角度的增大而增大;最优射孔方位角应在0°～15°范围内;最优射孔长度应为井筒直径的2～3倍。

关键词：水力压裂射孔应力强度因子地层破裂压力起裂角