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页岩储层人工裂缝岩样制备方法及应力敏感性

石油学报 2020年第9期41卷 1117-1126页

作者：陈浩周涛樊怀才张鉴杨胜来油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 中国石油西南油气田公司页岩气研究院四川成都610021 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

应力敏感性是页岩储层的一个重要特性。由于大量天然裂缝和人工裂缝的存在,其渗透率应力敏感性与铺砂浓度密切相关,准确评价页岩人工裂缝的应力敏感性是一个难题。传统应力敏感性的研究多集中在测试和比较基质岩心、天然裂缝岩心及人工... 详细信息

应力敏感性是页岩储层的一个重要特性。由于大量天然裂缝和人工裂缝的存在,其渗透率应力敏感性与铺砂浓度密切相关,准确评价页岩人工裂缝的应力敏感性是一个难题。传统应力敏感性的研究多集中在测试和比较基质岩心、天然裂缝岩心及人工裂缝岩心等方面,对于不同铺砂浓度下人工裂缝的应力敏感性研究较少。因此,提出了一种模拟不同铺砂浓度的页岩岩样制备方法,并以四川盆地龙马溪组典型页岩为例,分别进行了变围压和变流压条件下页岩人工裂缝应力敏感性测试。研究结果表明,支撑剂的加入在大幅度提高裂缝导流能力的同时,有效降低了页岩人工裂缝的应力敏感性。且随着铺砂浓度增加,敏感性逐渐减弱,最终趋于不变;低铺砂浓度下(≤1 kg/m^2),两种测试方法所得结果基本一致;但高铺砂浓度下(>1 kg/m^2),由于存在明显的支撑剂运移现象,变流压测试结果明显高于变围压测试,且随铺砂浓度增加,差异逐渐加大至20%以上。因此,对于高铺砂浓度(>1 kg/m^2)页岩人工裂缝应力敏感性的室内评价,为更好地模拟现场实际,应该采用变流压测试方法。

关键词：页岩气人工裂缝岩样制备应力敏感铺砂浓度

基于缝网导流有效性评价的深层页岩气压裂支撑剂优化设计

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大庆石油地质与开发 2023年第3期42卷 148-157页

作者：任岚胡哲瑜赵金洲林然胡东风李真祥吴建军彭思瑞西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石化勘探分公司四川成都610041 中石油煤层气有限责任公司陕西西安710082

深层页岩气储层埋藏深、温度高、地层应力大、岩石塑性强,导致压裂缝网复杂度低,缝网导流能力不足,极大影响了深层页岩气储层的压裂效果。评价深层页岩气压裂缝网的有效性,可以指导深层页岩气储层通过高效地压裂改造获得稳定高产的页岩... 详细信息

深层页岩气储层埋藏深、温度高、地层应力大、岩石塑性强,导致压裂缝网复杂度低,缝网导流能力不足,极大影响了深层页岩气储层的压裂效果。评价深层页岩气压裂缝网的有效性,可以指导深层页岩气储层通过高效地压裂改造获得稳定高产的页岩气产能,具有重要的商业价值。基于川东南丁山地区深层页岩地质条件与裂缝导流能力实验,开展了深层页岩高闭合应力条件下裂缝导流有效性评价。结果表明:随着闭合应力的增大,自支撑裂缝与支撑裂缝导流能力呈快速递减的趋势,当闭合应力达到55 MPa时,自支撑裂缝的导流能力仅为0.1μm^(2)·cm,反映了深层条件下剪切裂缝难以满足流体流动的现状;在铺砂条件下,当闭合应力大于69 MPa时,粒径为40/70目的陶粒可有效满足主裂缝的导流要求,粒径为70/120目的陶粒与石英砂均可达到分支裂缝的导流要求;同时定量计算了满足主裂缝与分支裂缝导流要求的最低铺砂浓度,并绘制了不同类型、粒径的支撑剂用量设计图版。研究成果为深层页岩气储层压裂的支撑剂选择与优化提供了技术参考。

关键词：深层页岩气复杂缝网裂缝有效性铺砂浓度导流能力

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砂泥岩交互储层支撑剂导流能力实验及应用

西南石油大学学报（自然科学版） 2010年第3期32卷 80-84页

作者：辛军郭建春赵金洲崔荣军王健 "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 中国石油新疆油田公司石西油田作业区新疆克拉玛依834000 中国石化胜利石油管理局石油开发中心山东东营257000

在砂泥岩互层的压裂施工中,由于压裂层数多且薄,所造缝的缝宽较窄,且由于支撑剂的大量嵌入,导致支撑裂缝导流能力进一步变差。为使裂缝参数与地层参数相匹配,在对不同粒径、铺砂浓度和支撑剂嵌入等复杂条件下的导流能力进行评价的基础上... 详细信息

在砂泥岩互层的压裂施工中,由于压裂层数多且薄,所造缝的缝宽较窄,且由于支撑剂的大量嵌入,导致支撑裂缝导流能力进一步变差。为使裂缝参数与地层参数相匹配,在对不同粒径、铺砂浓度和支撑剂嵌入等复杂条件下的导流能力进行评价的基础上,进行了组合粒径实验研究,结果表明:尽管在闭合压力较小时,20/40目与16/30目组合粒径导流能力均与16/30目支撑剂有较大差距,但随着闭合压力的升高,使用组合粒径(20/40:16/30=3:1)获得的裂缝导流能力已经接近单一粒径(16/30目)的导流能力。现场对Y34-38井优化得到了组合粒径的最佳比例,压裂施工后取得了显著效果。研究成果对胜利油田滩坝砂岩储层的压裂改造有重要的指导意义。

关键词：砂泥岩互层粒径铺砂浓度嵌入压裂

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支撑剂嵌入对裂缝长期导流能力的影响研究

天然气工业 2005年第5期25卷 65-68页

作者：温庆志张士诚王雷刘永山石油大学石油天然气工程学院玉门油田采油厂

运用FCES-100长期裂缝导流仪,在国内首次进行了地层岩心的支撑剂嵌入实验研究,考察了不同类型支撑剂、不同铺砂浓度对不同岩心的嵌入程度以及对导流能力的伤害程度。找到了影响支撑剂嵌入的主要因素和规律,并提出了克服支撑剂嵌入这一... 详细信息

运用FCES-100长期裂缝导流仪,在国内首次进行了地层岩心的支撑剂嵌入实验研究,考察了不同类型支撑剂、不同铺砂浓度对不同岩心的嵌入程度以及对导流能力的伤害程度。找到了影响支撑剂嵌入的主要因素和规律,并提出了克服支撑剂嵌入这一不良影响的有效方法。通过实验发现由于支撑剂的嵌入会使导流能力产生很大程度的下降;铺砂浓度越大,嵌入对导流能力的伤害程度越小;只有当闭合压力达到一定值时,嵌入的伤害才表现出来;铺砂浓度对导流能力的影响也很大,铺砂浓度增大一倍,导流能力将成数倍增加;在相同地层条件下,支撑剂在砾岩中的嵌入最为严重,泥岩其次,粉砂岩最小。文中还根据实验结果回归出了导流能力随闭合压力以及随时间变化的关系表达式,可以用来预测支撑裂缝导流能力的衰减趋势,对现场压裂有一定的指导意义。

关键词：支撑剂嵌入铺砂浓度缝长裂缝导流能力伤害程度闭合压力实验研究有效方法不良影响实验发现地层条件时间变化粉砂岩表达式岩心压裂

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吉木萨尔页岩油藏人工裂缝渗透率变化规律

科学技术与工程 2021年第20期21卷 8329-8335页

作者：费繁旭高阳李映艳覃建华何吉祥张玉龙刘向君中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院克拉玛依834000 油气藏地质与开发工程国家重点实验室成都610500

为研究吉木萨尔页岩储层人工裂缝渗透率在油藏生产过程中的变化规律,基于新疆吉木萨尔页岩油藏储层条件,开展不同闭合压力、不同岩性、不同铺砂浓度对裂缝渗透率影响实验。结果表明:随着油藏开发程度不断加深,人工裂缝渗透率逐渐降低,... 详细信息

为研究吉木萨尔页岩储层人工裂缝渗透率在油藏生产过程中的变化规律,基于新疆吉木萨尔页岩油藏储层条件,开展不同闭合压力、不同岩性、不同铺砂浓度对裂缝渗透率影响实验。结果表明:随着油藏开发程度不断加深,人工裂缝渗透率逐渐降低,主要分为两个阶段,且不同铺砂浓度存在差异。第一阶段:高铺砂浓度下闭合压力小于20 MPa,低铺砂浓度下闭合压力小于15 MPa,支撑剂嵌入和破碎共同导致渗透率急剧降低,降低幅度分别为60.16%、82.21%。第二阶段:高铺砂浓度下闭合压力20~35 MPa,低铺砂浓度下闭合压力15~35 MPa,仅发生支撑剂破碎使得渗透率下降相对较慢。同时,由于泥岩强度较粉砂岩强度更大,支撑剂嵌入深度较低,使得在同等条件下,泥岩储层比砂岩储层的人工裂缝渗透率更大。

关键词：页岩油藏裂缝渗透率闭合压力铺砂浓度

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石英砂支撑剂长期导流能力变化规律实验研究

钻采工艺 2022年第2期45卷 72-77页

作者：赵振峰王德玉王广涛中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西省西安市710018

利用石英砂代替陶粒支撑剂能有效降低施工成本,在致密油气藏压裂改造中广为应用。为探究石英砂支撑剂对裂缝长期导流能力的影响规律,选用20~40目、40~70目和70~140目石英砂,开展长期导流能力测试实验,探究闭合应力、铺砂浓度、粒径组合... 详细信息

利用石英砂代替陶粒支撑剂能有效降低施工成本,在致密油气藏压裂改造中广为应用。为探究石英砂支撑剂对裂缝长期导流能力的影响规律,选用20~40目、40~70目和70~140目石英砂,开展长期导流能力测试实验,探究闭合应力、铺砂浓度、粒径组合、铺置模式等因素对石英砂长期导流能力的影响并拟合参数化经验模型。研究认为:长期导流能力随铺砂浓度的增加,先升高再降低,反映了从“支撑”到“封堵”的演化;在低铺砂浓度条件下,大粒径石英砂易破碎堵塞流道,因此可在高闭合压力储层优选细砂,在低闭合压力储层优选中砂或粗砂;在考虑混合铺置时,应先采用低黏度压裂液泵送大粒径石英砂,后采用高黏度压裂液泵送小粒径石英砂。同时文章给出的混合铺置导流能力预测模型适用于混合铺置支撑剂粒径及比例的优化设计。

关键词：压裂支撑剂石英砂长期导流能力铺砂浓度粒径组合铺置模式

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压裂支撑剂长期导流能力试验

石油钻采工艺 2004年第1期26卷 59-61页

作者：张毅马兴芹靳保军胜利油田有限公司采油工艺研究院山东东营257000

压裂支撑剂长期导流能力的大小决定了压裂效果的好坏 ,准确获得支撑剂长期导流能力试验数据对于预测压裂效果具有重要作用。对油田常用压裂支撑剂进行了长期导流能力试验 ,获得了压裂支撑剂在长期状态下的导流能力变化规律 ,并提出采用... 详细信息

压裂支撑剂长期导流能力的大小决定了压裂效果的好坏 ,准确获得支撑剂长期导流能力试验数据对于预测压裂效果具有重要作用。对油田常用压裂支撑剂进行了长期导流能力试验 ,获得了压裂支撑剂在长期状态下的导流能力变化规律 ,并提出采用降低油层闭合压力、使用破碎率较低的支撑剂、尽量减少支撑剂的细微颗粒、提高支撑剂粒度的均匀程度、加大铺砂浓度等措施来提高支撑剂的长期导流能力 ,可为提高压裂优化设计水平和预测及改善压裂效果提供帮助。

关键词：水力压裂支撑剂导流能力闭合压力铺砂浓度

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通道压裂支撑裂缝影响因素分析

断块油气田 2015年第4期22卷 534-537页

作者：许国庆张士诚王雷韩晶玉中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249

为了检测通道压裂所能提供导流能力大小及裂缝的有效性,利用某地层构造的砂岩、页岩进行室内导流能力测试。实验结果表明:通道压裂纤维用量为0.6%比较合适;支撑剂粒径对裂缝的导流能力影响较弱,在相同铺砂浓度下,不同粒径间支撑剂的导... 详细信息

为了检测通道压裂所能提供导流能力大小及裂缝的有效性,利用某地层构造的砂岩、页岩进行室内导流能力测试。实验结果表明:通道压裂纤维用量为0.6%比较合适;支撑剂粒径对裂缝的导流能力影响较弱,在相同铺砂浓度下,不同粒径间支撑剂的导流能力差别很小;铺砂浓度对通道压裂导流能力影响较大,大量的支撑剂嵌入对低铺砂浓度导流能力伤害较为明显,高闭合压力下易造成明显的导流能力损失;陶粒、石英砂、覆膜砂3种支撑剂,在相同铺砂浓度下,随着闭合压力的增加,导流能力逐渐下降,覆膜砂的导流能力优于陶粒、石英砂;在相同铺砂条件下,支撑剂在砂岩中的嵌入程度高于页岩,导致其导流能力低于页岩中的导流能力。同时全面分析总结了在通道压裂中,影响支撑剂嵌入的各种因素,从而对优化通道压裂具有一定指导意义。

关键词：不连续铺砂支撑剂导流能力闭合压力铺砂浓度粒径嵌入

考虑支撑剂裂缝导流能力计算及缝内支撑剂运移模拟

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石油与天然气化工 2019年第2期48卷 75-78页

作者：朱维耀刘青岳明张燎原北京科技大学土木与资源工程学院中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

裂缝导流能力是影响油气田产能的重要因素。根据支撑剂的最密排列以及Carman-Kozeny公式,结合弹性力学的相关知识,建立了考虑铺砂浓度、闭合压力、支撑剂粒径、支撑剂材料以及支撑剂嵌入的裂缝导流能力计算模型。结果表明:随着铺砂浓度... 详细信息

裂缝导流能力是影响油气田产能的重要因素。根据支撑剂的最密排列以及Carman-Kozeny公式,结合弹性力学的相关知识,建立了考虑铺砂浓度、闭合压力、支撑剂粒径、支撑剂材料以及支撑剂嵌入的裂缝导流能力计算模型。结果表明:随着铺砂浓度的增加、支撑剂粒径的变大,裂缝的导流能力增大;低闭合压力的情况下支撑剂嵌入壁面对导流能力影响非常小,而在高压下支撑剂嵌入对导流能力影响稍大。该计算模型很好地结合了上述导流能力的影响因素,为油气田压裂生产提供了理论依据。

关键词：导流能力支撑剂直径铺砂浓度数值模拟