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钻井液与完井液 2022年第3期39卷 373-382页

作者：马春晓邢云罗攀高志亮张锋三程鑫吴金桥西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室西安710069 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院西安710065

为了认识陆相页岩气储层裂缝中支撑剂的铺置规律,采用可视裂缝模拟系统开展支撑剂沉降铺置实验,模拟了不同压裂液黏度、排量、砂比、支撑剂粒径和支撑剂密度条件下支撑剂运移沉降的过程,同时采用PIV粒子测速技术绘制了砂堤入口处与前缘... 详细信息

为了认识陆相页岩气储层裂缝中支撑剂的铺置规律,采用可视裂缝模拟系统开展支撑剂沉降铺置实验,模拟了不同压裂液黏度、排量、砂比、支撑剂粒径和支撑剂密度条件下支撑剂运移沉降的过程,同时采用PIV粒子测速技术绘制了砂堤入口处与前缘处的速度场,进一步分析了支撑剂铺置过程中颗粒的运动特征。研究结果表明,支撑剂在人工裂缝中的铺置分为四个阶段:早期阶段、中前期阶段、中后期阶段和平衡状态阶段。裂缝入口处:悬浮颗粒的速度方向近似水平向前,砂堤表面颗粒速度沿着坡面向上,支撑剂的推进主要依靠液体黏滞力的携带作用;排量增大,流场出现明显的扰动现象,排量越大,扰动程度越大。砂堤前缘处:坡顶处流场存在明显的涡流现象;液体黏度增加,涡流强度减弱,黏滞力增加,颗粒在液体冲击和携带作用下,铺置更远的距离;排量增加,整个前缘区域出现更大的旋涡,涡流作用更加强烈,此时液体的冲击作用使得支撑剂铺置效果更好;砂比增加,旋涡数量增加,强度增强,波及范围增大,支撑剂运移到裂缝更远端。滑溜水中支撑剂粒径越小、密度越大,砂堤越均匀,但要达到铺置效果,需要携砂液的作用。

关键词：陆相页岩气支撑剂压裂液运移沉降 PIV粒子测速冲击力黏滞力涡流

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输煤巷道通风排尘特征参数数值模拟优化研究

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安全与环境学报 2012年第1期12卷 178-181页

作者：张大明马云东辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 大连交通大学土木与安全工程学院辽宁大连116028

针对输煤巷道煤炭运输过程中煤尘污染问题,利用数值模拟的方法,对不同风速下的煤尘颗粒运移规律、巷道底板沉积煤尘粒子扬尘规律进行模拟。通过对两种模拟结果进行对比分析,确定在一般干燥巷道中排尘风速以1.5～2.7 m/s为宜,既有利于粒... 详细信息

针对输煤巷道煤炭运输过程中煤尘污染问题,利用数值模拟的方法,对不同风速下的煤尘颗粒运移规律、巷道底板沉积煤尘粒子扬尘规律进行模拟。通过对两种模拟结果进行对比分析,确定在一般干燥巷道中排尘风速以1.5～2.7 m/s为宜,既有利于粒径小于24μm的煤尘颗粒排出井外,也有利于粒径大于24μm的煤尘颗粒沉降;并且风速+带速不超过4m/s为宜,可以把粒径小于30μm的煤尘颗粒排出井外,很好地起到风流稀释作用。并与现场实测结果进行对比,结论基本一致。

关键词：采矿环境工程输煤巷道运移沉降通风除尘数值模拟

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碳酸盐岩裂缝垂向扩展工艺研究

碳酸盐岩裂缝垂向扩展工艺研究

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作者：王晓之中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

中国顺北油田奥陶系碳酸盐岩油藏有着超过5000 m的深度、160℃的高温和超过100 m的储层厚度,常规酸化压裂工艺难以实现安全高效的商业开采。为此提出了一种新颖的压裂技术,当钻达储层顶端后通过施加上浮剂抑制裂缝向上扩展并泵入暂堵剂... 详细信息

中国顺北油田奥陶系碳酸盐岩油藏有着超过5000 m的深度、160℃的高温和超过100 m的储层厚度,常规酸化压裂工艺难以实现安全高效的商业开采。为此提出了一种新颖的压裂技术,当钻达储层顶端后通过施加上浮剂抑制裂缝向上扩展并泵入暂堵剂限制缝长,以此实现裂缝大幅向下延伸,完成储层的高效改造。首先基于Frac Man软件,开展了常规压裂与封堵压裂裂缝扩展数值,明确不同条件下上隔板和暂堵剂隔板有效封堵强度;优选了耐温160℃的颗粒型上浮剂和暂堵剂,并开展了常规性能评价;利用自行研制的粗糙裂缝封堵评价装置开展了缝内颗粒型上浮剂和暂堵剂的封堵强度评价实验;开展了上浮剂和暂堵剂的运移铺置物模实验研究,优化了堵剂泵注工艺;基于Frac Man软件,开展了实现半缝长100 m,缝高100 m裂缝参数的压裂施工方案优化研究,设计了泵注方案。最终形成一种在压裂过程泵入堵剂(上浮剂、暂堵剂)来控制缝高和缝长,使裂缝垂向向下扩展的工艺。研究结果表明:采用不加上浮剂的常规压裂方式,极易造成穿越上隔层,裂缝难以向下延伸;当上隔板强度为10 MPa时,在模拟条件内(14 m·min,100 m Pa.s),均未造成穿层现象,当暂堵剂隔板强度为7.5 MPa时,均未发生突破暂堵层现象,可实现有效封堵;优选漂珠作为上浮剂:最优匹配粒径:20-40目:100-120目:180-200目=1:2:5.2(质量比),>16 cm隔板厚度可以满足10 MPa憋压要求。优选Ⅱ型自降解颗粒作为暂堵剂,最优粒径匹配关系:40-60目:160-180目=1:1.3,>14 cm隔板可以满足要求。低粘度压裂液(滑溜水)、上浮剂密度越小,铺置效果越好;上浮剂的最优泵注排量应控制在3-5 m·min(线性流速约0.3-0.5 m·s),上浮剂最优注入浓度为3%-4%。建议采用滑溜水6 m·min以上排量泵注暂堵剂。通过上浮剂和自降解暂堵剂材料的优选研发与评价,缝高和缝长抑制工艺与参数优化研究,形成了一种新颖的裂缝大幅向下扩展(缝高达100m以上)压裂工艺,为超深超高温巨厚储层的高效压裂改造开发提供了技术支撑。

关键词：暂堵剂上浮剂隔板强度运移沉降裂缝扩展

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