射孔-高能气体压裂复合技术研究

对增加油气产量的射孔-高能气体压裂复合技术进行了详细的研究。重点对射孔-高能气体压裂复合器的设计原理进行了深入的探讨,其中包括枪管的耐压设计,枪身螺纹牙强度的设计,枪身内火药燃烧速度与压力范围及温度的定量关系,射孔后火药燃烧时的气体流速,射孔枪身内火药燃烧气体对射孔孔眼的冲刷作用及射孔枪身内火药燃烧气体射流的高能气体压裂作用。同时对枪身内火药装药的设计及现场施工工艺也进行了一定的研究。在延长油矿360m井深做射孔-高能气体压裂的现场试验结果表明,该技术操作简便,成本低,综合处理效果好,有广阔的应用前景。     

燃气式超正压射孔技术研究

对燃气式超正压射孔技术利用火药燃烧产生的能量与射孔充分结合增加原油产量的原理进行了探讨和研究，并对该技术的结构包括升压系统、火药的用药量、延时起爆器等部分进行了合理的设计。该技术在现场试验获得成功，是一项较为完善的完井增产技术。     

无壳弹和袖套药筒燃烧性能对比研究

为了解决长庆油田采油四厂注水井两段或三段注水时吸水不均问题,该厂曾分别用无壳弹和多级脉冲射孔压裂复合技术进行了尝试,结果表明多级脉冲射孔压裂复合技术具有良好的地质效果.从两种火药结构的燃烧性能和作用机理解释了该技术的作用机理.得到了两种火药结构在实验室和井下的压力—时间曲线,通过对曲线分析得到了多级脉冲射孔压裂复合技术能改变注水井上段不吸水的原因.     

复杂储层射孔工艺技术

本文阐述了适应复杂渗储层的深穿透射孔技术、多脉冲复合射孔技术以及负压射孔工艺和定方位射孔工艺的特点及优越性。从射孔器装配结构到射孔弹设计优化等方面进行研究改进,解决了射孔弹装配后穿透深度降低的问题,使射孔孔道在低渗储层有效长度增加;在复合射孔基础上增加二级火药,使火药燃烧产生的压力峰值时间延长,增强了对射孔孔道气体压裂效果;采用合理的负压差,依靠储层能量进行返排冲洗孔道,将孔道内残渣带出,达到降低射孔孔道污染的目的;针对压裂储层进行定方位射孔,使射孔孔道与最大主应力方向一致,从而降低启动压力和施工压力,消除了扭曲摩阻的影响,达到提高压裂效果的目的。深穿透射孔技术、多脉冲复合射孔技术、负压射孔工艺、定方位射孔工艺的广泛应用,为提高复杂储层采收率提供了技术支持。     

复合射孔压井液运动及影响作用研究

复合射孔施工中,高能气体与压井液之间的相互作用影响着井底压力和压裂效果,准确设计压井液高度及深入研究运动机理是复合射孔施工成功与否的关键。针对目前复合射孔理论研究中,对上部压井液运动研究较少的问题,介绍了复合射孔过程中压井液从火药点火到压裂完成的运动特性,推导了高能气体作用下的压井液体的运动微分方程,分别对复合射孔作业过程中产生的井底压力变化、压井液体上移、损耗能量等几个方面的问题进行了较为全面的研究,从而拓展了复合射孔井底压力效果的判断方法。计算实例分析表明,压井液的合理设计至关重要。     

复合射孔技术在低渗油田的应用

通过对聚能射孔和复合射孔2种射孔技术的技术原理进行分析和比较，说明复合射孔技术能够显著地增加生产层的渗透性，并能克服常规聚能射孔带来的污染．又着重分析了复合射孔技术在孤东油田的应用情况，说明该技术值得在低渗油田大力推广。     

复合射孔压裂火药爆燃后气液作用分析

针对目前在复合射孔理论模型的研究中,国内外各石油公司及相关研究机构主要集中在火药的爆燃机理、岩石的压裂机理和裂缝的生成方面,但对于压裂火药燃烧结束后剩余高能气体及上部     

高能气体压裂火药燃烧及射孔泄流规律的研究

高能气体压裂的压力—时间过程决定了所形成的裂缝几何形态和对套管及水泥环的破坏程度,而火药的燃烧规律和流体通过射孔孔眼的泄流规律是影响压力过程的两个决定性因素。本文基于火药平行层燃烧规律及泄气条件对密闭容器压力公式进行了修正,用因次分析法导出了泄流规律的形式,并将火药燃烧与孔眼泄流结合起来逐步计算瞬时压力过程。通过对数值计算结果的分析讨论,为高能气体压裂装药设计提供理论依据。     

螺旋射孔条件下地层破裂压力的数值模拟研究

水力压裂技术已经在低渗地层的石油天然气开采中得到广泛的应用,螺旋射孔是该技术中的常用措施,在此条件下地层的破裂压力是影响施工成功率和效果的重要因素之一.采用三维有限元方法对螺旋射孔条件下地层的破裂压力进行了研究,建立了套管完井(考虑水泥环及套管的存在)情况下井筒及地层的三维计算模型,首先计算和分析了定向射孔时不同的射孔密度和射孔方向角对地层的破裂压力的影响,与前人的实验结论进行了比较,在此基础上,进行了螺旋射孔条件下不同射孔方位角、相位角以及射孔密度对地层破裂压力的影响的研究,通过数值模拟的结果,给出了螺旋射孔对地层破裂压力的影响规律,可作为进一步研究螺旋射孔条件下的裂缝扩展规律的基础,同时对压裂设计和实际压裂施工中螺旋射孔参数的选取给出了具体的建议.     

井下封隔区间高能气体压裂的理论计算

为了从理论上探讨在高能气体压裂过程中 ,井下施工层段的燃烧压力、燃烧温度及燃气密度的变化 .运用高能气动理论与热力学的基本定律 ,对火药爆燃时气流通过射孔孔眼进行了理论计算 ,建立了相应的燃气气流的基本微分方程式 .     

高温高压下岩石水力压裂实验新型封隔技术

为解决高温高压下水力压裂实验的封孔难题,采用理论分析、数值模拟和物理实验的方法,设计了基于楔形金属对扣结构的水力压裂实验新型密封件,模拟分析了注水作用下的封隔效果,最后采用该密封技术成功开展了大尺寸岩样在高温高压下的水力压裂实验.结果表明:高温、高压和高注水压力均是该密封构件强化密封的有利条件;增加注水压力可实现密封件越压越紧;采用该密封技术成功实现了大尺寸花岗岩试样高温三轴应力下的水力压裂,验证了新型封隔技术的密封效果,同时掌握了高温高压下岩石水力压裂的多次开裂特征.     

水力压裂潜在危险及钻爆压抽一体化技术

采用FLAC3D软件分析了水力压裂后的孔隙压力和地应力的分布情况,指出水力压裂导致卸压的同时也产生高孔隙压力和地应力集中。压裂方向的不可控导致孔隙压力和地应力分布混乱,成为新的安全隐患。通过控制爆破技术先产生导向裂隙或弱面,控制压裂方向,形成钻爆压抽一体化技术,均匀压裂煤岩体,达到整体卸压目的。结合某矿突出实例,得知控制爆破和水力压裂的时空协同关系和钻孔的布置情况直接影响技术使用效果。     

川东深层致密砂岩储层改造难点及技术现状

川东YL地区陆相致密砂岩气藏埋藏深、岩性致密,压裂改造是实现该区域有效勘探开发的必要手段,但YL地区深层致密砂岩压裂改造面临着破裂压力超高、施工压力超高、闭合压力超高、排量提升困难、缝高控制困难等技术难题,大部分气井压后产能低且产量递减快。储层改造工艺技术能否取得突破,直接影响到了该地区的勘探开发进程。通过分析YL地区深层致密砂岩气藏的储层特征,总结前期现场实践中面临的技术难题及实施经验,提出一套适用于川东深层致密砂岩气藏的压裂改造工艺技术,可有效促进地区勘探开发工作,对同类型的深层致密砂岩压裂改造具有借鉴意义。     

岩石三维应力控制压裂实验研究

通过对岩石三维应力控制压裂实验结果的分析，得出了裂缝的条数，长度，方向与应力场，装药量，孔径的关系。表明岩石三维应力控制压裂法能够产生随机的，两条以上的裂缝，有效提高岩体的渗透率。在用水压裂时各方向的裂缝都得到扩展，爆后炮孔壁基本上保持完好。     

低渗低压水平气井压裂研究及实践

水平井技术已逐渐成为油田提高采收率和开发综合效益的重要手段,国内外应用情况表明,钻遇在低渗透油藏的水平井,不经过压裂酸化改造很难达到工业开采价值。从区域地质特征及井况条件出发,充分研究了压裂液、支撑剂选择、压裂管柱结构以及压裂规模等方面,通过优化设计,确定了适合低渗低压水平井的压裂的前置多段塞、大排量造缝、降排量携砂及施工方案优化等压裂技术措施。对红台2-17井进行了大型压裂施工试验,取得了较好的增产效果,为国内低渗储层低压水平气井压裂提供了宝贵的经验。     

超临界CO2喷射压裂射流密封机理

超临界CO2(SC-CO2)喷射压裂技术有望成为非常规油气资源的高效开发手段。为了探明其射流密封机理,开展了SC-CO2喷射压裂作业时环空、孔眼及裂缝中的流场数值模拟研究。结果表明：SC-CO2喷射压裂作业时SC-CO2射流在环空附近形成低压区,促使环空流体进入地层孔眼而不进入已压开裂缝中,从而实现射流密封;SC-CO2喷射压裂的射流密封效果与喷嘴压降和喷嘴直径正相关,与套管孔径和环空压力反相关,而受到SC-CO2流体温度的影响极小;在相同的模拟条件下,SC-CO2喷射压裂的射流密封效果强于水力喷射压裂。     

肇源南油田直井缝网压裂技术政策论证

致密油藏主要开发方式为缝网压裂,缝网压裂与常规压裂相比,其可行性和施工规模等都有很大的不同;因此缝网压裂技术政策的论证迫在眉睫。从岩石矿物成分、脆性指数、天然裂缝发育程度、压裂液及施工工艺等角度分析肇源南油田缝网压裂的可行性,通过Lord Kelvin点源函数分析直井底压力分布函数,进行直井与压裂井有效驱替系统论证。通过与启动压力梯度对比,确定了直井、压裂井的极限井距。论证肇源南直井缝网压裂规模,确定肇源南油田直井缝网横向波及宽度在60 m左右,单段施工规模必须大于1 500 m~3才能获得较好的改造效果。研究结果为缝网压裂在肇源南油田大面积推广提供了技术指导。     

氮气泡沫压裂液体系的研究与应用

氮气泡沫压裂是70年代以来研究发展起来的一项新的压裂工艺技术,它特别适用于低压、低渗和水敏性地层的压裂改造。对氮气泡沫压裂液的基本配方和流变性能进行了室内评价研究。研究了泡沫质量、表面活性剂类型、浓度、剪切速率、温度、压力等因素对泡沫压裂液流变性能的影响。在实验基础上提出了适宜辽河油田的泡沫压裂液配方体系,采用该压裂液在辽河油田先后成功地对8口井实施了氮气泡沫压裂施工,施工成功率100%,累积增产原油1.24×10⁴ t,取得了显著效果。     

液态气动力压裂对油井套管的动力响应研究

液态气动力压裂对套管的影响程度决定了该工艺的施工安全和进一步推广.通过建立物理模型和进行受力分析得到了液态气动力压裂对油井套管动力响应的数学模型,对数学模型进行求解获得了液态气动力压裂时油井套管的动力响应规律.结果表明:当油井深度一定时,施工产生的压力随时间的增大而减小;当时间一定时,套管受到的压力随井深增加呈下降趋势,但有一段套管会受到拉应力.     

低渗油藏体积压裂井压力特征分析

 体积压裂技术的发展正处于起步阶段,国内多个油田进行了大型水力压裂尝试,其中最典型的是长庆油田实施的分段多簇压裂技术。体积压裂渗流理论发展相比工艺具有滞后性,目前尚未有完善的用于现场指导的渗流理论体系。本研究以矿场体积压裂直井的微地震测试资料为依据,建立了可以描述其渗流规律的数学模型:首先将渗流过程分为油藏到主裂缝的流动和主裂缝内部流动;然后利用达西渗流理论描述主裂缝稳态渗流过程,利用源函数与叠加原理描述油藏渗流过程;最后在主裂缝壁面处进行油藏渗流与主裂缝渗流的耦合。经过数学求解后得到了该模型井底压力的特征曲线,并且分析了各种因素下该特征曲线的变化规律。对该数学模型和数值模型的结果进行比对,证实了该模型的准确性。