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爆燃压裂技术在海上油田定向井多层合采中的应用

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断块油气田 2022年第2期29卷 285-288页

作者：李凡曹卫东孙玉华陈康江华李少伟中国海洋石油有限公司深圳分公司广东深圳518000 中国石油玉门油田分公司油田作业公司甘肃玉门735200 中石化经纬有限公司中原测控公司河南濮阳457001 通源石油科技集团股份有限公司陕西西安710075

为解决爆燃压裂技术在定向井多层合采施工中的应用难题,根据海上油田储层物性和层段距离,选择合适的作业层段;根据一趟作业2个层位同时爆燃的设计思路,采用火药燃烧压力计算公式、压挡液运动模型、峰值压力叠加等相关理论,计算了不同质... 详细信息

为解决爆燃压裂技术在定向井多层合采施工中的应用难题,根据海上油田储层物性和层段距离,选择合适的作业层段;根据一趟作业2个层位同时爆燃的设计思路,采用火药燃烧压力计算公式、压挡液运动模型、峰值压力叠加等相关理论,计算了不同质量火药的峰值压力;根据火药峰值压力和地层破裂压力,选择有效的施工火药质量,并对套管及作业管柱进行了安全校核,模拟计算了施工效果。研究表明,设计思路正确,峰值压力计算准确,火药质量控制合理有效。在海上油田4口井中成功进行了2个层位同时爆燃的压裂作业,施工效果明显。补孔+爆燃压裂施工后,日产油量提高6~12倍。

关键词：爆燃压裂多层合采峰值压力海上油田

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油管输送爆燃压裂管柱安全性研究

油气井测试 2022年第6期31卷 45-48页

作者：鲁坤王喜李必红秦辉蒙春学陈政物华能源科技有限公司陕西西安710061

爆燃压裂作业安全风险高,在油管传输施工作业过程中,存在油管挤扁、弯曲和断裂等安全性问题。为了提高爆燃压裂施工的安全性,采用数值仿真计算和井下测试相结合的方法对爆燃压裂井下作业管柱的安全性进行了研究。结果表明:在相同的井筒... 详细信息

爆燃压裂作业安全风险高,在油管传输施工作业过程中,存在油管挤扁、弯曲和断裂等安全性问题。为了提高爆燃压裂施工的安全性,采用数值仿真计算和井下测试相结合的方法对爆燃压裂井下作业管柱的安全性进行了研究。结果表明:在相同的井筒条件、地层条件和装药方案下,压裂火药在井中爆燃产生的峰值压力超过120 MPa时,油管产生变形;且不同燃速组合装药方案对爆燃产生的峰值压力和有效压力作用时间有较大的影响。根据井况和地层条件选择合适的装药方案,能够保护井筒管柱的安全,提高施工效果。

关键词：爆燃压裂油管输送作业安全性峰值压力装药方案数值仿真井下测试

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爆燃压裂技术对水泥试样致裂实验研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2020年第5期42卷 99-106页

作者：孙林黄波易飞张杰中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津塘沽300452 西安石油大学石油工程学院陕西西安710065

为模拟爆燃压裂技术的破岩效果和裂缝形态,进行了水泥试样致裂实验。制作了含有模拟射孔孔眼的Φ244.5 mm套管,外维为Φ1 600 mm×1 000 mm的水泥试样9组,并采用现场常用的航天复合推进剂和军工双基药进行实验。在实验基础上,与层内爆... 详细信息

为模拟爆燃压裂技术的破岩效果和裂缝形态,进行了水泥试样致裂实验。制作了含有模拟射孔孔眼的Φ244.5 mm套管,外维为Φ1 600 mm×1 000 mm的水泥试样9组,并采用现场常用的航天复合推进剂和军工双基药进行实验。在实验基础上,与层内爆炸技术和重复强电冲击波技术进行储层致裂机理对比分析。研究表明,爆燃压裂技术对9组水泥试样具有100%致裂效果,裂缝条数在2~4条,裂缝缝宽在厘米级,且水泥试样的顶部缝宽要大于中部。随着火药用量减少,井筒内峰值压力减小,岩石裂缝条数减少,裂缝宽度减小。其造缝机理和形态有别于使用炸药的层内爆炸技术和使用脉冲功率负载及含能材料的可重复强电冲击波技术。

关键词：爆燃压裂水泥试样致裂造缝机理实验

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油层爆燃压裂造缝加载模型

中国石油大学学报（自然科学版） 2010年第5期34卷 100-103,108页

作者：陈德春李海波吴晓东吴飞鹏贺慧中国石油大学石油工程学院北京102249 胜利油田河口采油厂山东东营257200

油层爆燃造缝加载模型是油层爆燃压裂造缝动态模拟模型研究的基础。基于固体药柱燃烧分析、燃烧速度方程、质量守恒方程和能量守恒方程,建立药柱爆燃加载过程的燃烧速度、爆燃压力、爆燃温度随时间变化的计算模型,并分析其影响因素及影... 详细信息

油层爆燃造缝加载模型是油层爆燃压裂造缝动态模拟模型研究的基础。基于固体药柱燃烧分析、燃烧速度方程、质量守恒方程和能量守恒方程,建立药柱爆燃加载过程的燃烧速度、爆燃压力、爆燃温度随时间变化的计算模型,并分析其影响因素及影响规律。结果表明:药柱爆燃后压力、温度均迅速上升,达到峰值压力和峰值温度所用时间为毫秒级;在其他条件相同的情况下,装药壁厚增大,峰值压力和峰值温度不变,升压速率和升温速率减小;装药量增加,峰值压力、峰值温度、升压速率、升温速率均增大;初始压力增大,峰值压力增大,峰值温度减小,升压速率和升温速率不变;初始体积增加,峰值压力、峰值温度、升压速率、升温速率均减小。

关键词：油层爆燃压裂加载模型爆燃压力爆燃温度敏感性分析

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爆燃压裂技术在筛管完井污染解堵中的应用

中国海上油气 2021年第4期33卷 143-148页

作者：孙林邹信波黄波吴飞鹏熊培祺中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452 中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518067 中国石油大学(华东) 山东青岛266580

中国南海东部油田筛管完井的井型比例较高,部分井由于缺乏有效的增产措施而长期处于关井状态。为了解决这一问题,本文以南海东部油田的H-20sb井为例开展爆燃压裂技术的应用研究。在分析爆燃压裂技术对筛管完井井型技术适用性的基础上,... 详细信息

中国南海东部油田筛管完井的井型比例较高,部分井由于缺乏有效的增产措施而长期处于关井状态。为了解决这一问题,本文以南海东部油田的H-20sb井为例开展爆燃压裂技术的应用研究。在分析爆燃压裂技术对筛管完井井型技术适用性的基础上,通过修正爆燃压裂压力与时间主模型、修正压挡液柱运动子模型、采用筛管泄流子模型替换原射孔孔眼泄流子模型的方法,建立了一套适用于筛管完井的爆燃压裂模型;通过数值计算和爆燃压裂筛管地面打靶试验的方式,优选并确定了安全实施筛管完井爆燃压裂的火药总质量、火药力、燃烧速度、火药单位质量和起爆方式等参数,最后分析爆燃压裂技术在H-20sb井的现场应用效果。研究结果表明,爆燃压裂技术产生的高压气体可以冲刷解堵筛管周围污染物并穿透污染带,扩大后续酸化半径,提高酸化作业效果,最终达到提高油井产量的目的。本文研究成果为筛管完井的增产技术探索了新途径,也为爆燃压裂在筛管完井的进一步应用提供了借鉴。

关键词：爆燃压裂筛管完井火药参数峰值压力打靶试验

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爆燃压裂起裂模型常见问题分析与修正

中国海上油气 2019年第1期31卷 133-138页

作者：孙林黄波熊培祺中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452

目前爆燃压裂起裂常用模型单位不统一、物理意义模糊、模拟功能范围窄,导致模型无法正常计算或者有关参数无法求解。通过公式单位推导与物理意义分析,对爆燃压裂峰值压力简易模型、挤入液体模型中的单位不统一问题和压力与时间主模型、... 详细信息

目前爆燃压裂起裂常用模型单位不统一、物理意义模糊、模拟功能范围窄,导致模型无法正常计算或者有关参数无法求解。通过公式单位推导与物理意义分析,对爆燃压裂峰值压力简易模型、挤入液体模型中的单位不统一问题和压力与时间主模型、挤入液体模型、挤入气体模型和裂缝与时间关系模型物理意义模糊问题进行了修正;同时根据牛顿第二定律和材料力学方程,按照压力波在液柱中的传递过程进行推导建立了应用范围更广的压挡液运动新模型。现场应用结果表明,压挡液运动新模型具有较高的计算精度,模拟计算结果与现场测试数据吻合较好,可为爆燃压裂参数预测和安全控制提供参考。

关键词：爆燃压裂模型问题修正压挡液运动新模型

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爆燃压裂火药参数正交综合平衡分析

中国海上油气 2020年第2期32卷 106-111页

作者：易飞孙林高建崇熊培祺李旭光中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452

为了提高爆燃压裂火药应用的安全性和造缝效果,优选了火药外径、火药力、燃烧速度、燃气比热容等4项关键参数,采用正交设计方法评价出各参数分别对峰值压力和造缝效果影响的重要性,并采用综合平衡法优化出大外径、低燃烧速度、低火药力... 详细信息

为了提高爆燃压裂火药应用的安全性和造缝效果,优选了火药外径、火药力、燃烧速度、燃气比热容等4项关键参数,采用正交设计方法评价出各参数分别对峰值压力和造缝效果影响的重要性,并采用综合平衡法优化出大外径、低燃烧速度、低火药力和高燃气比热容的火药最佳方案。现场应用表明,采用正交综合平衡分析法进行的爆燃压裂设计方案已在我国海上油田7井次取得成功应用,均达到控制峰值压力和增产的显著效果,具有较好的推广应用价值。

关键词：爆燃压裂火药正交设计综合平衡法

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致密油藏层内爆燃压裂缝网渗流及产能特征

天然气地球科学 2016年第6期27卷 1092-1100页

作者：杨兆中黄馨覃兆勇雷腾蛟易良平油气藏地质及开发工程国家重点实验室/西南石油大学四川成都610500 新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000 中国石油塔里木油田分公司开发事业部新疆库尔勒841000

利用类分形树状网络理论表征复杂的爆燃次生裂缝,考虑启动压力梯度和压敏效应影响,耦合基质非线性渗流区、爆燃次生裂缝波及范围的椭圆线性渗流区、主裂缝线性渗流区,建立了致密油藏水力裂缝层内爆燃压裂非线性渗流稳态模型。实例计算表... 详细信息

利用类分形树状网络理论表征复杂的爆燃次生裂缝,考虑启动压力梯度和压敏效应影响,耦合基质非线性渗流区、爆燃次生裂缝波及范围的椭圆线性渗流区、主裂缝线性渗流区,建立了致密油藏水力裂缝层内爆燃压裂非线性渗流稳态模型。实例计算表明:对于致密油藏,爆燃压裂较常规水力压裂在提高增产效果方面具有明显优势,增产效果约为常规水力压裂的1.5倍。爆燃改造区域渗透率K_(in)与裂缝分形维数D_f成正比、与迂曲度分形维数D_t和裂缝分叉角度θ成反比。层内爆燃压裂增产效果主要受爆生裂缝距离影响,与裂缝分形维数D_f、迂曲度分形维数D_t相关性不强,因此选用能量释放率低或具多级反应速率的爆燃药剂,减小裂缝分叉角θ,增加爆生裂缝长度,扩大储层改造体积,是提高产能、优化储层改造效果的重点。

关键词：致密油藏爆燃压裂树状分形流固耦合产能预测

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中国海上爆燃压裂技术应用实践与认识

精细与专用化学品 2023年第4期31卷 10-14页

作者：任杨匡腊梅刘伟新孙林杨军伟中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518000 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452

为了解决海上油田爆燃压裂技术的适应性、安全性和有效性等方面技术难题,中国海油验证了该技术目前适应于海上油田埋深1310~3820m、渗透率范围0.1~1282mD、泥质含量2.2%~26.9%的井况,且增产效果显著;开发了HY-1新型低燃速火药,燃速比聚... 详细信息

为了解决海上油田爆燃压裂技术的适应性、安全性和有效性等方面技术难题,中国海油验证了该技术目前适应于海上油田埋深1310~3820m、渗透率范围0.1~1282mD、泥质含量2.2%~26.9%的井况,且增产效果显著;开发了HY-1新型低燃速火药,燃速比聚氨酯低燃速火药更低,具有易产生低峰值压力、更长裂缝的优势;采用强化工艺设计及监测的方法,能有效确保管柱及储层在安全的条件下,具有最大的增产效果;考虑了温度、井斜等因素作用,进一步加强管柱安全校核;采用与酸联作工艺,其油井有效率为100%,平均单井增油45.6m3/d,平均单井累计增油11037m3,远高于单一措施工艺。展望了海上油田技术未来发展方向。

关键词：爆燃压裂海上油田燃速实践认识