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煤矿井下高压端连续水力加砂压裂增透技术与装备研究

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煤田地质与勘探 2022年第8期50卷 54-61页

作者：贾秉义李树刚陈冬冬林海飞郑凯歌孙四清赵继展中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054

针对煤矿井下作业空间小,供电供水能力有限,地面加砂压裂装备无法直接应用于煤矿井下的现状,提出了高压端加砂压裂的技术思路。基于液动冲击混携砂原理,研发了高压端连续水力加砂压裂装备。该装备不需要外部动力源进行混砂,而是通过压... 详细信息

针对煤矿井下作业空间小,供电供水能力有限,地面加砂压裂装备无法直接应用于煤矿井下的现状,提出了高压端加砂压裂的技术思路。基于液动冲击混携砂原理,研发了高压端连续水力加砂压裂装备。该装备不需要外部动力源进行混砂,而是通过压裂液流态和流场的变化形成旋流冲击实现混砂和携砂。理论分析、数值模拟和室内仿真试验均表明,该装备在原理上是可行性的,能够有效混砂和携砂。研发的装备整体耐压达到55 MPa,一次可装石英砂750 kg,可实现单个或者多个穿层钻孔的连续加砂压裂。配套设计了三通道并联的煤矿井下高压端连续水力加砂压裂控制系统,该系统通过矿用压风实现开关的开合,与压裂泵的控制系统协同对加砂过程实现远程集中控制,确保加砂过程安全可靠。运用该装备在安徽淮南矿区潘三煤矿进行了5个底板穿层钻孔的现场试验。结果表明:该装备携砂能力较强,仅需开启通道二即可实现有效加砂,最大连续加砂量150 kg,最大注水量316 m^(3),加砂压裂钻孔瓦斯抽采纯量、百孔瓦斯抽采量分别是清水压裂钻孔的2.38和2.03倍,增透效果明显。研发的装备可应用于煤矿井下高压水射流、水力切割以及水力加砂压裂等领域。

关键词：高压端水力加砂压裂瓦斯抽采淮南潘三煤矿煤矿井下

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水力加砂压裂施工用节流器结构优化设计研究

石油机械 2007年第8期35卷 25-28页

作者：李国美孙虎王跃社西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室长庆石油勘探局井下技术作业处

为了减轻流体对水力加砂压裂施工用节流器和套管的破坏,利用FLUENT软件对井筒系统中流体的流场和动压力分布做了数值模拟,进而对节流器入口过渡形状和出口形状进行优化。最后得出如下结论:(1)节流器入口处的流线形过渡形状能够明显减弱... 详细信息

为了减轻流体对水力加砂压裂施工用节流器和套管的破坏,利用FLUENT软件对井筒系统中流体的流场和动压力分布做了数值模拟,进而对节流器入口过渡形状和出口形状进行优化。最后得出如下结论:(1)节流器入口处的流线形过渡形状能够明显减弱节流器空腔的旋流场,是可取的过渡型线;(2)近似流线形的节流器出口形状,是理想的节流器出口截面;(3)上述流线形入口和出口形状的结合使用,能够明显减弱井筒中流体流动对井筒的破坏。

关键词：水力加砂压裂节流器旋流场数值模拟优化设计

碳酸盐岩水力加砂压裂与酸压复合改造技术可行性论证

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碳酸盐岩水力加砂压裂与酸压复合改造技术可行性论证

作者：朱利勇西南石油大学

学位级别：硕士

碳酸盐岩是一类重要的油气储层,在全球范围内,碳酸盐岩储层中的油气储量和油气产量都已经占到了 50%以上。部分碳酸盐岩储层的孔渗物性较差,需要进行储层改造才能投产和增产。酸压、水力加砂压裂、酸携砂压裂等已经成为碳酸盐岩储层改... 详细信息

碳酸盐岩是一类重要的油气储层,在全球范围内,碳酸盐岩储层中的油气储量和油气产量都已经占到了 50%以上。部分碳酸盐岩储层的孔渗物性较差,需要进行储层改造才能投产和增产。酸压、水力加砂压裂、酸携砂压裂等已经成为碳酸盐岩储层改造的主要工艺类型,但仍难以满足深穿透的改造要求。尤其在深层高温储层中酸岩反应速度快;裂缝发育的碳酸盐岩中压裂液的高滤失导致加砂压裂或者酸携砂压裂的泵压对砂比敏感,尾追高砂比巩固近井筒裂缝导流难以实现。因而,单一酸压、加砂压裂或者酸携砂压裂方式在碳酸盐岩储层中建造深穿透的高导流裂缝困难重重,有必要研究能够发挥现有各类压裂技术优点,又能实现深穿透目标的复合改造技术。基于此,笔者在前人研究的基础上提出将水力加砂压裂技术与酸压技术结合,扬长避短,以实现碳酸盐岩储层的深度改造的技术。综合运用岩石力学、流体力学、酸岩反应动力学、数值分析和机器语言编译等学科知识,对该技术的可行性从理论上进行了系统的论证。主要完成了以下研究内容:(1)提出了“前砂后酸导流衔接”碳酸盐岩储层复合压裂新技术。分析了碳酸盐岩储层基本地质特征,梳理了碳酸盐岩储层改造的普遍难点,针对碳酸盐岩储层改造的特殊性、高要求以及现有储层改造技术的不足,提出了碳酸盐岩储层水力加砂压裂与酸压复合改造技术,建立了酸蚀缝和填砂缝衔接的原理模型。(2)建立了填砂裂缝导流能力预测新模型。基于连续性方程和动量方程,考虑后续酸液驱替的影响,建立了涵盖携砂液流动、支撑剂输送和沉降的数学模型,并将裂缝扩展和水力输砂模型进行了联立求解,获得了缝内支撑剂浓度分布特征;在此基础上,考虑支撑剂的非等径特征,建立填砂裂缝导流能力预测新模型,可实现对缝内导流能力分布的预测。(3)分析了酸蚀缝长和酸蚀裂缝导流能力的变化特征。考虑地层传热和酸岩反应热的影响,改进了非稳态酸液流动反应模型,并耦合裂缝温度模型进行求解,预测了酸液有效作用距离及酸蚀裂缝导流能力。(4)揭示了多因素影响下的填砂导流与酸蚀导流衔接规律。讨论了酸刻蚀导流能力与支撑缝导流能力在缝长方向的分布,探究了各类参数对导流能力衔接的影响规律。通过本文的研究发现,“前砂后酸导流衔接”碳酸盐岩储层复合压裂技术的穿透距离要明显高于单独的酸压工艺和水力加砂压裂工艺,认识到调整施工参数、工作液性质等基本参数是实现酸蚀缝和支撑缝导流能力衔接的有效方法,从理论上揭示了“导流衔接的前加砂后酸压”复合改造技术的可行性。

关键词：碳酸盐岩油气藏复合改造技术水力加砂压裂酸压工艺导流能力酸液有效作用距离

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水力加砂压裂技术在苏里格气田的应用

天然气技术与经济 2011年第1期5卷 34-36,78页

作者：杨亚东廖阔李彬中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司四川成都610051 中国石油川庆钻探工程有限公司苏里格项目经理部四川成都610051

目前苏里格气田水力加砂压裂在压裂液优化、支撑剂选择、泵注程序参数确定和液体返排技术方面存在较多问题。针对这些问题进行了认真研究,优选出了适合该区块的压裂液配方和支撑剂,优化了压裂液配置程序,提出了"适度规模、小排量、造长... 详细信息

目前苏里格气田水力加砂压裂在压裂液优化、支撑剂选择、泵注程序参数确定和液体返排技术方面存在较多问题。针对这些问题进行了认真研究,优选出了适合该区块的压裂液配方和支撑剂,优化了压裂液配置程序,提出了"适度规模、小排量、造长缝、合理砂浓度、有限导流能力"的水力压裂改造思路。经现场试验,桃7-8-5和桃7-9-14井均获得大幅增产,效果显著。

关键词：苏里格气田水力加砂压裂压裂液支撑剂压裂设计压后返排

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煤矿井下水力加砂压裂技术工程应用研究

河南城建学院学报 2020年第3期29卷 29-37页

作者：王选琳李鹏周东平王凯重庆市能源投资集团科技有限责任公司重庆400061 河南城建学院土木与交通工程学院河南平顶山467036

基于当前清水压裂存在裂隙闭合和“水锁”现象问题,分析了水力加砂压裂造缝机理,开发水力加砂压裂关键装备,形成了水力加砂压裂工艺,并首次在松藻煤矿-225水平主石门进行实际工程应用,验证了水力加砂压裂技术的有效性和可靠性。结果表明... 详细信息

基于当前清水压裂存在裂隙闭合和“水锁”现象问题,分析了水力加砂压裂造缝机理,开发水力加砂压裂关键装备,形成了水力加砂压裂工艺,并首次在松藻煤矿-225水平主石门进行实际工程应用,验证了水力加砂压裂技术的有效性和可靠性。结果表明:①双泵并联大流量加砂压裂的影响范围可达70 m;②煤层进行水力加砂压裂后的抽采纯量较清水压裂时提高7~22倍,抽采浓度较清水压裂时提高了70%以上,加砂压裂效果显著;③水力加砂压裂时压裂砂对裂隙起支撑作用,保证了裂隙不再闭合,从而增加了煤层透气性,提高了瓦斯抽采率。

关键词：清水压裂水力加砂压裂影响范围关键装备工艺流程工程应用

四川盆地低渗透砂岩气藏大型水力加砂压裂配套技术研究

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第1期 0149-0152页

作者：许晓龙中石化西南石油工程有限公司井下作业分公司四川德阳618000

本文主要简单介绍了四川盆地低渗透砂岩气藏储层的特征及压裂液体系的特点,阐述了水力加砂压裂装置的功能和技术参数,探讨了四川盆地低渗透砂岩气藏大型水力加砂压裂配套技术的应用,旨在加强对低渗透砂岩气藏开发的研究,充分发挥水力加... 详细信息

本文主要简单介绍了四川盆地低渗透砂岩气藏储层的特征及压裂液体系的特点,阐述了水力加砂压裂装置的功能和技术参数,探讨了四川盆地低渗透砂岩气藏大型水力加砂压裂配套技术的应用,旨在加强对低渗透砂岩气藏开发的研究,充分发挥水力加砂压裂配套技术的作用,不断地优化气藏整体压裂奉安设计,以保证低渗透砂岩气藏开发效果,做好增产改造工作,从而促进四川盆地内砂岩气藏勘探开发工作的大力发展。

关键词：四川盆地低渗透砂岩气藏水力加砂压裂配套技术

塔河油田超深裸眼碳酸盐岩储层水力加砂压裂技术研究及应用

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中国西部科技 2011年第14期10卷 1-3页

作者：张泽兰林涛张烨李中林黄燕飞中国石化西北油田分公司工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011 中国石油吐哈油田工程技术研究院新疆哈密839009

塔河油田碳酸盐岩油藏缝洞储集体距离井眼超过120m以上、井层埋深超过6000m以上的超深井储层。针对目前的酸压工艺不能实现有效沟通这类远井缝洞发育带的问题,提出了超深裸眼碳酸盐岩储层水力加砂压裂技术,具体就是综合选井选层、地应... 详细信息

塔河油田碳酸盐岩油藏缝洞储集体距离井眼超过120m以上、井层埋深超过6000m以上的超深井储层。针对目前的酸压工艺不能实现有效沟通这类远井缝洞发育带的问题,提出了超深裸眼碳酸盐岩储层水力加砂压裂技术,具体就是综合选井选层、地应力及岩石力学参数模型、压裂液体系筛选、工艺设计研究、裂缝监测与评价等技术的研究及应用,既能形成较长的有效裂缝长度,又能确保裂缝高导流能力,从而达到进一步提高沟通更远处的有效储层的机率,提高储层改造效果目的。

关键词：碳酸盐岩超深井水力加砂压裂裂缝高导流能力储层改造

塔河油田石炭系低孔低渗砂砾岩储层水力加砂压裂技术探讨

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石油钻探技术 2003年第2期31卷 55-56页

作者：王建栋中国石化新星公司西北分公司新疆乌鲁木齐830011

针对塔河油田石炭系巴楚组砂砾岩储层埋藏深、地层温度高、岩性复杂、微裂缝发育等特点 ,在分析水力加砂压裂改造存在问题的基础上 ,对水力加砂压裂须做的前期研究工作和工艺技术的实施方案进行了探讨。

关键词：塔河油田石炭系低孔低渗砂砾岩储层水力加砂压裂储集层特征压裂支撑剂

四川盆地低渗透砂岩气藏大型水力加砂压裂配套技术研究

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