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页岩气藏压裂水平井复合线性流模型

油气藏评价与开发 2016年第5期6卷 72-77,82页

作者：郭肖徐模高涛西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西西安710075

根据体积压裂水平井渗流特征，将渗流区域分为A型渗流区和B型渗流区。基于线性流模型，考虑裂缝内高速非达西流现象、裂缝—井筒汇聚和污染表皮，分别建立 A 型和 B 型渗流区的渗流数学模型，并解得各模型在 Laplace 空间下的解，利用St... 详细信息

根据体积压裂水平井渗流特征，将渗流区域分为A型渗流区和B型渗流区。基于线性流模型，考虑裂缝内高速非达西流现象、裂缝—井筒汇聚和污染表皮，分别建立 A 型和 B 型渗流区的渗流数学模型，并解得各模型在 Laplace 空间下的解，利用Stehfest数值反演和产量叠加原理，得到了页岩气藏体积压裂水平井的产量表达式。实际应用表明，模型能够较准确预测气井产量，且较前人的模型有更高的预测精度。研究结果表明，裂缝内高速非达西现象使气井产量降低明显，提高裂缝导流能力和增大压裂改造体（SRV）都能有效增加气井产量；在总改造体积相同的情况下，各级压裂改造体的长宽比为0.4-0.6时累计产量达到最大值，说明压裂改造时应该合理设计裂缝长度和裂缝条数；压裂改造体越大，增加压裂改造体长度减小改造体宽度或者减小缝长有利于提高气井产量；裂缝导流能力越大，减小压裂改造体长度增加压裂改造体宽度或者增加缝长能够有效提高气井产量。

关键词：页岩气藏体积压裂水平井复合线性流高速非达西流压裂改造体长宽比

基于REV尺度格子Boltzmann方法的页岩气藏渗流规律

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岩性油气藏 2020年第5期32卷 151-160页

作者：符东宇李勇明赵金洲江有适陈曦宇许文俊油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学成都610500

页岩储层一般天然微裂缝发育,基质孔隙结构复杂,使得页岩气渗流过程呈现出多尺度多场耦合的特征。为了研究页岩气藏复杂的渗流规律,重构了天然微裂缝发育的页岩储层多孔介质模型,并围绕页岩气多重运移机制对广义格子Boltzmann模型进行... 详细信息

页岩储层一般天然微裂缝发育,基质孔隙结构复杂,使得页岩气渗流过程呈现出多尺度多场耦合的特征。为了研究页岩气藏复杂的渗流规律,重构了天然微裂缝发育的页岩储层多孔介质模型,并围绕页岩气多重运移机制对广义格子Boltzmann模型进行了修正,建立了适用于模拟页岩气渗流特征的表征单元体(REV)尺度格子Boltzmann模型(LB模型),并基于天然微裂缝物性特征以及气体滑脱、吸附/解吸、表面扩散效应等渗流特征对该模型进行了敏感性参数分析。结果表明:当页岩储层天然微裂缝较发育时,微裂缝为气体在基质中流动的主要通道;其中裂缝密度是影响储层表观渗透率的主要参数,裂缝密度增大3~4倍,储层表观渗透率可增大10倍以上,而裂缝长度以及裂缝开度的影响程度均次之;努森数(Kn)是影响页岩气渗流的主要参数,随着Kn增大,克氏效应愈显著,特别当Kn>0.1时,多孔介质表观渗透率增幅显著增大;页岩储层多孔介质表观渗透率会随着吸附气量的增大而减小,特别是当储层压力较低时,该现象更为显著;气体表面扩散效应对页岩气渗流过程的影响程度大,同等条件下考虑气体表面扩散效应的储层表观渗透率较忽略该效应可提升2~5倍,但提升作用受制于储层吸附气量的多少。该研究成果为页岩气微观渗流理论研究提供了新思路,为页岩气藏高效勘探开发提供了技术支撑。

关键词：页岩气藏多孔介质微裂缝格子Boltzmann方法表征单元体尺度渗流规律

四川盆地页岩气藏和连续型-非连续型气藏基本特征

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成都理工大学学报（自然科学版） 2009年第6期36卷 578-592页

作者：刘树根曾祥亮黄文明马文辛 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

四川盆地是一个多旋回叠合盆地,发育了两套海相优质烃源岩（下寒武统牛蹄塘组页岩,下志留统龙马溪组页岩）,其有机质成熟度高（Ro=1.5%~6%）,绝大多数地区普遍不利于页岩气藏的形成另发育两套海陆过渡相（上二叠统龙潭组和上三叠统须... 详细信息

四川盆地是一个多旋回叠合盆地,发育了两套海相优质烃源岩（下寒武统牛蹄塘组页岩,下志留统龙马溪组页岩）,其有机质成熟度高（Ro=1.5%~6%）,绝大多数地区普遍不利于页岩气藏的形成另发育两套海陆过渡相（上二叠统龙潭组和上三叠统须家河组）优质烃源岩,其成熟度相对较低（Ro=0.7%~3%）,在川西南-川南地区具有较有利的页岩气勘探前景。四川盆地页岩烃源岩排烃效率高,为大规模油气藏提供了烃源多存在晚期快速隆升调整过程,为吸附气的解吸创造了条件。页岩气藏经历了早期地质条件优越、生物气高效成藏,中期深埋地腹、原油裂解气快速成藏,晚期快速隆升、脱溶气和解吸气调整成藏等过程。四川叠合盆地油气藏具有多样性特征,发育了从非连续型到连续型完整序列的油气藏类型。典型的非连续型气藏主要是指构造圈闭（以及部分构造-岩性圈闭）气藏,其圈闭相对独立,非连续分布,储集空间类型以孔隙型为主。震旦系威远气田、川东石炭系气田群及川东北下三叠统飞仙关组气藏群等具有相对典型的非连续型气藏特征。非连续型-连续型过渡气藏介于连续型气藏与非连续型气藏之间,呈分散状或连续状分布,圈闭类型多以复合圈闭为主,可发育有裂缝圈闭（川东南二叠系阳新统气藏）及岩性圈闭（上三叠统须家河组气藏）。储集空间以裂缝型或次生溶孔为主,非均质性强,普遍存在异常高压。四川盆地连续型气藏应以页岩气藏为主,但现今未有成功勘探开发页岩气藏的实例。四川叠合盆地具有多旋回构造-沉积演化、优质烃源岩分布的区域性、储层的非均质性和天然气的活动性,及油气成藏经历了生物气、吸附气、裂解气、脱溶气和解吸气演替等多样性特征。因此,四川盆地的油气勘探和研究应形成常规与非常规、连续型与非连续型、原生与次生油气藏的立体勘探和研究局面,尤其应加强非连续型-连续型过渡油气藏特征、形成机理和分布规律的研究。

关键词：连续型气藏连续型-非连续型过渡气藏页岩气藏油气勘探四川盆地

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页岩气藏清水压裂减阻剂优选与性能评价

油气地质与采收率 2014年第2期21卷 102-105,118页

作者：肖博张士诚雷鑫周彤曾博陈来军中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 西部钻探国际钻井公司新疆乌鲁木齐830000

针对页岩气藏清水压裂时由于施工排量大,导致液体所受剪切速率较高的现状,利用大型摩阻测定仪,对4种阴离子型减阻剂进行室内评价。结果表明,4种减阻剂的降阻效果均随着剪切速率的增大而趋于变好,其中XT-65B的降阻效果最好。通过分析剪... 详细信息

针对页岩气藏清水压裂时由于施工排量大,导致液体所受剪切速率较高的现状,利用大型摩阻测定仪,对4种阴离子型减阻剂进行室内评价。结果表明,4种减阻剂的降阻效果均随着剪切速率的增大而趋于变好,其中XT-65B的降阻效果最好。通过分析剪切速率、剪切时间和剪切路径等对减阻剂降阻效果的影响可知:随着剪切速率的增加,减阻剂降阻率呈下降趋势;在低速剪切(500 s-1)条件下,减阻剂降阻率对剪切时间不敏感,而在高速剪切(5 000 s-1)时,减阻剂降阻率随剪切时间的增加而急剧下降;不同剪切路径对减阻剂降阻效果影响显著,较高的剪切速率会对减阻剂分子结构造成不可恢复的伤害。由电子显微镜对XT-65B减阻剂剪切前后的分子结构微观观测结果可见:当剪切速率较低(500 s-1)时,分子结构被轻微破坏;当剪切速率较高(5 000 s-1)时,分子结构破坏较为严重。

关键词：页岩气藏清水压裂减阻剂性能评价降阻率高速剪切

基于构造应力场模拟的页岩气藏裂缝表征与建模方法

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石油化工建设 2023年第7期45卷 166-168页

作者：刘礼军周昕任启强李洁辛陈克勇高俊华陈雪成都理工大学能源学院四川成都610059 中石油川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部四川成都610051 成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059

在构造模型、测井解释力学参数及岩相分布基础上,结合古今构造应力场特征,构建包含地层和断层的研究区三维地质模型,通过弹塑性有限元数值模拟法,进行了构造应力场模拟。以岩石破裂准则为基础,结合岩石应变能理论、能量守恒定律,建立了... 详细信息

在构造模型、测井解释力学参数及岩相分布基础上,结合古今构造应力场特征,构建包含地层和断层的研究区三维地质模型,通过弹塑性有限元数值模拟法,进行了构造应力场模拟。以岩石破裂准则为基础,结合岩石应变能理论、能量守恒定律,建立了构造应力作用下裂缝开度、线密度、体密度等参数的定量预测模型,实现裂缝参数空间分布定量预测。通过对某页岩气田构造应力模拟及裂缝定量预测,获取了目的层段古今应力场分布特征,在此基础上,明确了研究区的裂缝参数展布特征,为页岩气田高效开发提供了基础裂缝地质模型。

关键词：页岩气藏裂缝建模构造应力场数值模拟

考虑解吸—吸附的页岩气藏压裂水平井综合渗流模型

维普期刊数据库评论

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维普期刊数据库

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天然气地球科学 2019年第1期30卷 111-118页

作者：许崇祯张公社殷嘉伟纪国法李新发长江大学非常规油气湖北省协同创新中心湖北武汉430100 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西西安710075 中国石油玉门油田钻采工程研究院甘肃酒泉735000

目前压裂水平井作为页岩气藏的主要开发模式,由于页岩气藏渗流模式在发育良好的天然裂缝以及纳米级孔隙基础上衍生的极为复杂,准确建立渗流数学模型以及对其求解和应用于现场开发生产有着重要的意义。基于三线性渗流理论,考虑解吸—吸... 详细信息

目前压裂水平井作为页岩气藏的主要开发模式,由于页岩气藏渗流模式在发育良好的天然裂缝以及纳米级孔隙基础上衍生的极为复杂,准确建立渗流数学模型以及对其求解和应用于现场开发生产有着重要的意义。基于三线性渗流理论,考虑解吸—吸附项重新建立页岩气藏压裂水平井产能模型,借助拟压力与无因次量及拉普拉斯变换等数学方法推导出井底压力公式,并通过无因次产量和无因次井底拟压力的关系运用数值反演推导得到页岩气水平井产量计算公式,最后运用公式对气井生产的影响因素进行分析并验证单井产能递减规律。结果表明,推导出的公式能够准确计算和预测页岩气藏产量变化及产能递减规律,同时也能提供压裂设计工艺参数对应的优化分析条件。

关键词：页岩气藏渗流解吸-吸附产能模型无因次量数值反演

页岩气藏水平井水力压裂裂缝敏感参数数值分析

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断块油气田 2015年第2期22卷 258-262页

作者：李玉梅李军柳贡慧于丽维刘明鹿吉庆中国石油大学(北京)石油天然气工程学院北京102249 北京信息科技大学北京100192 中国石油新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000 天津开发区鑫昌达船舶工程有限公司天津300457 西南石油大学四川成都610500

在计算页岩气井水平井分段压裂诱导应力和分析缝间干扰机理时,如果将页岩近似为各向同性体,将严重偏离工程实际。文中考虑了页岩弹性各向异性和孔隙渗流应力耦合效应,建立了水平井分段压裂三维有限元数值模型,针对水平井分段压裂方式、... 详细信息

在计算页岩气井水平井分段压裂诱导应力和分析缝间干扰机理时,如果将页岩近似为各向同性体,将严重偏离工程实际。文中考虑了页岩弹性各向异性和孔隙渗流应力耦合效应,建立了水平井分段压裂三维有限元数值模型,针对水平井分段压裂方式、页岩力学特性对射孔簇间距的影响规律进行了敏感性研究分析。结果表明,裂缝形成的先后顺序影响裂缝周围诱导应力场,选择压裂方式与顺序压裂方式相比,形成的缝间诱导应力较小,最优缝间距也较小;页岩储层较高的弹性模量会引起较强的缝间干扰,导致缝宽和缝长均减小,页岩弹性模量各向异性越强,最优缝间距越大。所建有限元数值模型克服了仅适用于常规各向同性体诱导应力解析模型的限制,提供了相应的理论参考和技术支持。

关键词：页岩气藏水力压裂流固耦合诱导应力弹性各向异性裂缝间距

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页岩气藏缝网压裂力学分析

中国科技论文 2015年第21期10卷 2509-2512页

作者：李亭杨琦刘保磊长江大学非常规油气湖北省协同创新中心武汉430100 长江大学石油工程学院武汉430100 中联煤层气有限责任公司北京100011

采取岩石力学分析法,计算页岩气藏中天然裂缝张开压力和延伸后沟通压力,分析层理对岩石强度的影响,并给出层理薄弱面形成剪切裂缝的力学条件。结果表明:以前的设计所需井底压力较高,当考虑地层中天然裂缝的张开和延伸沟通后,在较低的井... 详细信息

采取岩石力学分析法,计算页岩气藏中天然裂缝张开压力和延伸后沟通压力,分析层理对岩石强度的影响,并给出层理薄弱面形成剪切裂缝的力学条件。结果表明:以前的设计所需井底压力较高,当考虑地层中天然裂缝的张开和延伸沟通后,在较低的井底压力下,就能够形成复杂的裂缝网络;页岩层理会降低岩石的整体强度,在一定的井底压力下,岩石发生破碎,有利于形成缝网;页岩层理薄弱面在较低的压力下容易产生剪切裂缝,这是页岩气藏形成复杂缝网系统的重要基础。因此,对于天然裂缝和层理比较发育的页岩气藏,可以不需要达到以往的较高设计和施工压力就能形成缝网。

关键词：页岩气藏缝网压裂天然裂缝层理薄弱面岩石力学

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页岩气藏水平井分段压裂管柱技术探讨

石油机械 2010年第9期38卷 65-67页

作者：荣莽罗君江汉油田分公司清河采油厂江汉油田分公司采油工艺研究院

介绍了我国页岩气藏与美国页岩气藏的差异,以及美国页岩气藏压裂技术的应用情况,借鉴国外页岩气藏水平分段压裂技术,并结合我国页岩气藏的实际情况,提出了裸眼水平井分段压裂管柱、双封隔器单卡分段压裂管柱、多级桥塞分段压裂管柱和环... 详细信息

介绍了我国页岩气藏与美国页岩气藏的差异,以及美国页岩气藏压裂技术的应用情况,借鉴国外页岩气藏水平分段压裂技术,并结合我国页岩气藏的实际情况,提出了裸眼水平井分段压裂管柱、双封隔器单卡分段压裂管柱、多级桥塞分段压裂管柱和环空封隔器分段压裂管柱,分析了各压裂管柱的结构、工作原理、技术特点及其技术关键。最后指出,应针对不同井况采用不同的工艺管柱。

关键词：水平井分段压裂页岩气藏压裂管柱