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非常规储层压裂支撑剂输送实验及数值模拟研究进展

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钻采工艺 2022年第3期45卷 48-54页

作者：郭建春周航宇唐堂张涛西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室

非常规油气已经成为保障能源安全的重要支柱,而大规模水平井体积压裂技术是非常规油气经济开发的关键手段。由于压裂液、支撑剂、泵注排量等施工参数与常规压裂之间存在差异,大规模体积压裂过程中支撑剂输送铺置规律呈现完全不同的特征... 详细信息

非常规油气已经成为保障能源安全的重要支柱,而大规模水平井体积压裂技术是非常规油气经济开发的关键手段。由于压裂液、支撑剂、泵注排量等施工参数与常规压裂之间存在差异,大规模体积压裂过程中支撑剂输送铺置规律呈现完全不同的特征。文章从寻求非常规储层压裂支撑剂输送过程的典型特征出发,梳理了近年来国内外支撑剂输送实验和数值模拟的理论研究成果,阐述了单缝和复杂缝网中支撑剂输送、铺置、分流等规律,评价了基于计算流体力学的支撑剂输送数值模拟方法的适应性与局限性。以此为基础,对非常规储层压裂支撑剂输送模拟研究进行了展望,指出粗糙裂缝模拟实验装置、压裂液—支撑剂速度表征测试方法、裂缝-压裂液—支撑剂流固耦合条件下数值模拟方法等方向将是下一步研究重点,从而为非常规油气高效改造提供理论指导。

关键词：非常规储层体积压裂支撑剂输送实验装置数值模拟

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页岩气储层缝网压裂理论与技术研究新进展

天然气工业 2018年第3期38卷 1-14页

作者：赵金洲任岚沈骋李勇明 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学

为破解页岩气开发技术的瓶颈,借鉴北美地区页岩气开发已取得的成果与经验,基于我国自2005年来页岩气开发技术的探索与实践认识,并结合最新的研究成果,综合分析了页岩气储层缝网可压性评价、缝网扩展机理、压裂改造体积评价、压裂液研制... 详细信息

为破解页岩气开发技术的瓶颈,借鉴北美地区页岩气开发已取得的成果与经验,基于我国自2005年来页岩气开发技术的探索与实践认识,并结合最新的研究成果,综合分析了页岩气储层缝网可压性评价、缝网扩展机理、压裂改造体积评价、压裂液研制等方面的理论新进展,主要包括:页岩脆性从建立矿物、力学的半定量门限值测定发展到整合了岩石组分、弹性力学、天然裂缝发育特征的综合评价;缝网扩展从定向延伸理论发展到随机天然裂缝分布下的缝网形成模拟;储层改造体积从依赖微地震监测等仪器技术发展到依托于离散裂缝网络、扩展有限元的数学理论评价方法 ;压裂液从滑溜水(减阻水)和线性胶压裂液体系的泛用到少水或无水等新型压裂液的研制与应用。在此基础上,指出了页岩气储层缝网可压裂性综合评价、深层页岩气压裂、页岩气压裂施工曲线诊断、页岩气重复压裂理论、新型压裂液体系研制及其返排控制等理论和技术所面临的挑战,并预测了相关技术的发展趋势,以期为我国后续页岩气高效开发提供理论与技术指导。

关键词：中国页岩气储集层缝网压裂可压性缝网扩展改造体积压裂液研究进展

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高温高压超深气井油管柱屈曲行为研究

天然气工业 2018年第1期38卷 89-94页

作者：练章华牟易升刘洋许定江 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学

对于超深、高温、高压以及高产等复杂工况的气井,前人推导的管柱屈曲行为经典理论公式无法完整或准确地描述油管柱底部非均匀或非完整的正弦屈曲或螺旋屈曲形态。为此,采用ANSYS软件,建立了超深井全井筒油管柱屈曲行为分析的有限元力学... 详细信息

对于超深、高温、高压以及高产等复杂工况的气井,前人推导的管柱屈曲行为经典理论公式无法完整或准确地描述油管柱底部非均匀或非完整的正弦屈曲或螺旋屈曲形态。为此,采用ANSYS软件,建立了超深井全井筒油管柱屈曲行为分析的有限元力学模型,并以塔里木油田某超深井为例,针对管柱屈曲行为开展了油管柱屈曲形态与其横向位移、油管—套管接触压力分析。结果表明:(1)所建立的高温高压深井超深井油管柱屈曲分析有限元模型可以对油管柱屈曲形态进行全井段分析,复杂力学工况下的油管柱中和点到封隔器处的油管柱处于非均匀或非完整的正弦屈曲或螺旋屈曲;(2)油管柱底部轴向压力为205 k N时,油管柱接触段的顶部和底部分别发生正弦屈曲、螺旋屈曲自锁现象,该自锁现象可能导致油管柱处于永久性的屈曲状态。结论认为,所建立的模型可用于分析油管—套管屈曲过程中的屈曲形态、接触压力及其摩擦力,为油管柱屈曲形态、摩擦损伤失效分析及预防措施制定等提供了方法和依据。还提出了延长管柱使用寿命的措施建议:油管柱坐封前在井口施加适当的提拉力、增加底部油管柱结构尺寸、提高井口油压或适当降低产量等。

关键词：超深井油管柱屈曲行为接触力学有限元法正弦屈曲螺旋屈曲自锁现象

页岩气井液岩相互作用机理与焖井制度研究进展

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西南石油大学学报（自然科学版） 2023年第6期45卷 80-94页

作者：杨兆中杜慧龙易良平李小刚苟良杰油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学四川成都610500 西南石油大学机电工程学院四川成都610500

页岩气生产实践表明,压裂作业结束后焖井能显著提高气井初期产量,但面对特定情况如何制定科学的焖井制度,缺乏对现有文献的全面回顾和总结。基于国内外学者在页岩气井焖井期间液岩相互作用对储层的改造和损害机理、模型和影响因素等方... 详细信息

页岩气生产实践表明,压裂作业结束后焖井能显著提高气井初期产量,但面对特定情况如何制定科学的焖井制度,缺乏对现有文献的全面回顾和总结。基于国内外学者在页岩气井焖井期间液岩相互作用对储层的改造和损害机理、模型和影响因素等方面的研究成果,总结了液岩相互作用机理和现有焖井制度,结果表明,储层条件下液岩相互作用是焖井增产的本质,液岩相互作用程度是制定焖井制度的关键。焖井期间液岩相互作用对储层兼具改造和损害作用,对储层的改造包括微裂缝的萌生扩展和气液渗吸置换;对储层的损害包括固相堵塞和压裂液侵入引起的水相圈闭,建立液岩相互作用与储层有效孔隙结构参数之间的未知桥梁是研究焖井制度的关键。针对目前制约液岩相互作用研究的跨尺度和高度非线性问题,提出了基于分子动力学的有效裂缝刻画模型和工业级人工智能页岩气井焖井优化模型。

关键词：页岩气液岩相互作用焖井制度微裂缝扩展储层损害

活性位点电子密度变化对光催化CO_(2)活化和选择转化的影响

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物理化学学报 2024年第1期40卷 1-2页

作者：曹玥晗郭瑞马敏智黄泽皑周莹西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 西南石油大学新能源与材料学院成都610500

光催化二氧化碳(CO_(2))还原制液体燃料和高值化学品技术不仅能充分利用可再生能源太阳光,实现化学储能;更重要的是,此技术以温室气体CO_(2)为原料,因此可以减缓全球温室效应,构造人工碳循环。然而,光催化CO_(2)还原制液体燃料和高值化... 详细信息

光催化二氧化碳(CO_(2))还原制液体燃料和高值化学品技术不仅能充分利用可再生能源太阳光,实现化学储能;更重要的是,此技术以温室气体CO_(2)为原料,因此可以减缓全球温室效应,构造人工碳循环。然而,光催化CO_(2)还原制液体燃料和高值化学品反应过程中面临诸多挑战:(1)CO_(2)分子吸附和活化过程困难;(2)(高附加值)碳产物选择性低;(3)产物生成后易发生其他副反应导致催化剂失活或产物选择性下降。受到以上三个挑战的制约,目前的反应效率较低,难以满足工业化应用。由于光催化CO_(2)向高值化学品的转化过程为质子耦合光生电子参与的还原反应,因此活性位点的电子密度会显著影响以上挑战的解决。然而,光催化CO_(2)还原过程涉及众多基元步骤,每个基元步骤对于活性位点的电子密度要求并不清晰,这导致无法有针对性设计高效的催化剂来促进光催化CO_(2)分子的有效活化及高选择性转化。本文综述了近期活性位点的电子密度变化对于CO_(2)分子吸附和活化过程、碳产物选择性调控和产物脱附及过氧化的影响规律,并总结了调控活性位点上电子密度的方法,旨在对未来设计高效光催化剂提供参考和理论依据。

关键词：光催化二氧化碳还原高附加值化学品电子密度调控活性位点产物选择性

致密油藏CO驱响应性防气窜体系的制备及性能

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精细化工 2023年

作者：杜代军方泽洲章洋阳蒲万芬张辉朱建林西南石油大学石油与天然气工程学院西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室长庆化工集团有限公司

以3-二甲胺基丙胺(NNDP)和油酸为主剂，制备了具有叔胺结构的CO2响应性单体N，N-二甲基油酸酰胺丙基叔胺(DOAPA)，将其与阴离子表面活性剂对甲苯磺酸钠(STPS)互配，构建了具有CO2响应性的蠕虫状胶束(CO2-TWMS)。通过考察CO2-TWMS与CO2... 详细信息

以3-二甲胺基丙胺(NNDP)和油酸为主剂，制备了具有叔胺结构的CO2响应性单体N，N-二甲基油酸酰胺丙基叔胺(DOAPA)，将其与阴离子表面活性剂对甲苯磺酸钠(STPS)互配，构建了具有CO2响应性的蠕虫状胶束(CO2-TWMS)。通过考察CO2-TWMS与CO2接触前后的电导率、化学结构和微观形貌变化表征了体系的响应性，结合其表面活性变化及致密基质/裂缝双重介质CO2驱替与CO2-TWMS防气窜过程中的压力和采收率变化，揭示了CO2-TWMS防气窜性能与机制。结果表明，当n(STPS)∶n(DOAPA)=1∶1时，CO2-TWMS的黏度最大(4125 mPa·s)。CO2和N2能够刺激CO2-TWMS电导率在0.90～1.95 mS/cm之间可逆变化，诱导微观形貌在蠕虫状胶束和球形胶束间转换。此外，CO2能够将CO2-TWMS临界胶束浓度(CMC)从1.00 mmol/L降至0.25 mmol/L，最低表面张力从30.2 mN/m降至29.1 mN/m，CO2-TWMS在气液界面的吸附效率和效能增强，有利于胶束的形成。在致密基质/裂缝双重介质中，CO2诱导蠕虫状胶束形成，增大驱替过程中的压力，扩大CO2驱替波及率，采收率提高22.6%。

关键词：蠕虫状胶束 CO 响应性致密油藏防气窜油田化学品

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同方期刊数据库

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致密储集层应力敏感性评价

石油勘探与开发 2016年第1期43卷 107-114页

作者：肖文联李滔李闽赵金洲郑玲丽李铃西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室

通过对比分析表征岩石渗透率与有效应力关系的经验模型与理论模型,得到3种应力敏感系数(S、α、β)的表达式;结合实验数据和岩石微观结构特征,提出致密砂岩应力敏感性划分标准。用经验模型与理论模型分析致密砂岩和不同类型花岗岩渗透... 详细信息

通过对比分析表征岩石渗透率与有效应力关系的经验模型与理论模型,得到3种应力敏感系数(S、α、β)的表达式;结合实验数据和岩石微观结构特征,提出致密砂岩应力敏感性划分标准。用经验模型与理论模型分析致密砂岩和不同类型花岗岩渗透率与有效应力的实验数据,进一步明确经验模型以及应力敏感系数的物理含义,并计算岩石的3种应力敏感系数,仅S中不含不确定指数n,具有明确的物理意义。基于3种应力敏感系数特征、渗透率与有效应力关系的研究,发现可用应力敏感系数S划分储集层岩石的应力敏感性:S>0.40为强应力敏感性;S及岩性也影响岩石的应力敏感性。

关键词：致密砂岩应力敏感性应力敏感系数有效应力渗透率微观结构

非常规油气井压裂参数智能优化研究进展与发展展望

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石油钻探技术 2023年第5期51卷 1-7,F0003页

作者：郭建春任文希曾凡辉罗扬李宇麟杜肖泱油气藏地质及开发工程全国重点实验室(西南石油大学) 四川成都610500 振华石油控股有限公司北京100031

非常规油气储层具有非均质性强、低孔低渗的特征,非常规油气井需要进行压裂才能投产,与常规油气储层相比,其工程地质条件更为复杂,对传统压裂参数优化方法提出了挑战。人工智能可以为传统方法难以解决的问题提供解决方法,因此,被引入了... 详细信息

非常规油气储层具有非均质性强、低孔低渗的特征,非常规油气井需要进行压裂才能投产,与常规油气储层相比,其工程地质条件更为复杂,对传统压裂参数优化方法提出了挑战。人工智能可以为传统方法难以解决的问题提供解决方法,因此,被引入了非常规油气井压裂参数优化。为推动智能压裂理论和技术的快速发展,系统介绍了非常规油气井压裂参数智能优化研究进展情况,主要包括压裂参数优化目标的确定、压裂参数与压裂效果映射关系的建立、最优压裂参数组合的求解,提出非常规油气井压裂参数智能优化主要向基于光纤的井下压裂数据实时采集和传输、物理-数据协同的裂缝扩展-生产动态模拟、压裂参数智能优化及实时调控集成系统等3个方向发展。

关键词：非常规油气人工智能压裂优化设计压裂参数优化产量预测压裂效果

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缝洞型油藏斜井三孔双渗试井分析模型

新疆石油地质 2022年第5期43卷 606-611页

作者：贾冉聂仁仕刘勇王培俊牛阁卢聪西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500

缝洞型油藏的基质、裂缝和溶洞之间存在流体窜流,且基质和裂缝同时向井筒供给流体,假设油藏顶底不渗透、侧向无穷大、储集层水平等厚,建立了斜井试井分析理论模型。利用拉普拉斯变换、分离变量等方法得到了拉普拉斯空间下的试井模型解析... 详细信息

缝洞型油藏的基质、裂缝和溶洞之间存在流体窜流,且基质和裂缝同时向井筒供给流体,假设油藏顶底不渗透、侧向无穷大、储集层水平等厚,建立了斜井试井分析理论模型。利用拉普拉斯变换、分离变量等方法得到了拉普拉斯空间下的试井模型解析解,通过Stehfest反演获得了井底压力解。利用受模型参数控制的试井分析样版曲线,开展了流动阶段识别及曲线敏感性分析。典型的斜井三孔双渗试井样版曲线反映出早期径向流阶段、线性流阶段、溶洞向裂缝窜流阶段、溶洞向基质及基质向裂缝窜流阶段等8个主要的流动阶段。井斜角、裂缝与储集层渗透率比等参数取值对试井样版曲线特征影响显著。

关键词：缝洞型油藏三孔双渗斜井试井模型拉普拉斯变换样版曲线流动阶段敏感性分析