生物酶降解压裂液伤害性能

针对煤层气储层温度低、凝胶体系破胶不彻底以及返排困难的难题,探讨了生物酶作为压裂液破胶剂对储层伤害程度。实验选用了生物酶破胶压裂液、过硫酸铵破胶压裂液和模拟煤层水对储层煤样进行伤害,处理后煤样分别进行扫描电镜、气体渗透率和原始煤样气体解吸实验。实验结果表明:生物酶能够对侵入裂隙中的压裂液有效破胶,不影响储层的裂隙发育结构,改善孔隙内气体导流能力,提高储层的气体渗透率;生物酶破胶体系能够显著降低对原始煤样中吸附气自然解吸的影响,气体解吸率达到了95. 65%;生物酶降解产生二氧化碳的速率与破胶程度正相关;低温对酶活性影响较小,60℃内温度升高降解速率增大。可见生物酶作为煤层气开发压裂液破胶剂效果明显。     

陆相与海相页岩水相润湿渗吸特征

针对鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩和四川盆地龙马溪组海相页岩开发现状,研究了不同沉积环境下各层位页岩水相作用特征。实验选取了西北地区富页、延页和云页等页岩气探井岩心,对比涪陵气田焦石地区钻井岩心,进行了矿物组分分析、自然孔隙观察和岩石力学测试,探索了页岩表面水相接触角和基质自发渗吸。实验结果表明：陆相页岩黏土矿物含量更高,易水敏导致储层伤害;涪陵地区海相页岩气储层基质较为致密,裂隙形态简单,填充物少,微裂隙和微孔隙较陆相延长组发育更充分;脆性矿物含量高导致涪陵地区页岩杨氏模量和泊松比较大,利于提高改造体积和裂缝复杂度;页岩表面表现为强亲水性,不同层位页岩水相润湿性存在差异,不同类型表面活性剂对页岩润湿性作用效果不同;通过调整减阻剂、粘土稳定剂和表活剂能够促进水相对页岩基质的浸润。研究可见不同层位页岩与水相作用差异明显,需研究开发具有针对性液体体系。     

页岩气水平井暂堵球运移坐封机理

为了确定页岩气水平井暂堵球运移坐封机理,研究水平井筒和射孔炮眼处固液流态特征。为此,基于计算流体力学(CFD)、离散单元法(DEM)和稠密离散相模型(DDPM)耦合压裂液与暂堵球运动特征,计算获取暂堵球在不同位置分布、运移和坐封规律,结合施工微地震监测数据分析投球前后微地震事件强度、平面及空间分布,探讨投球工艺参数与储层改造效果关联特征,进而总结了页岩气水平井采用暂堵球进行炮眼封堵的理论基础。研究结果表明:管道中央流核是暂堵球和支撑剂运移主要区间,适当提高液相黏度可提高中心流核占比,低黏液体在炮眼处进液具有差异性,对上游炮眼进行部分封堵,不能有效提高下游深部炮眼处改造效果;受限于流体阻力,暂堵球速度降低,沿管壁分散,空间分布差异,相互作用力可忽略,不同排量下暂堵球运移速度有相对稳定值,5 m~3/min排量是暂堵球有效坐封临界值;投球后平均施工压力明显增大,表明暂堵球长时间有效坐封,采用6簇射孔微地震事件波及范围大于8簇射孔,投球后事件多集中于上游射孔段,下游射孔段改造效果较差;采用6簇射孔投球前缝长延伸顺利,投球后以提高缝网复杂度为主,采用8簇射孔投球前近井带改造,投球后前4簇提升储层改造体积(SRV)为主,即增加簇数将导致缝长延伸不足,提高近井带改造体积。