页岩储层粘土矿物对裂缝导流能力伤害的影响

摘 要 页岩气的有效开发依赖于人工裂缝的产生,而要持续高效的进行页岩气开发,需要采用支撑剂保持人工裂缝的导流效果。目前,对于页岩储层支撑裂缝导流能力伤害的微观机理尚不清楚。本文以中国南方海相页岩为研究对象,开展岩板导流能力伤害实验,并与致密砂岩和常规砂岩进行对比,分析压裂液注入过程中导流能力变化规律。结果显示随着压裂液的持续注入,大量的支撑剂逐渐嵌入裂缝内,引起导流能力下降。初期导流能力下降较快,后期降速逐渐减缓。海相页岩支撑裂缝的导流能力伤害程度大幅度高于常规储层。常规储层支撑裂缝导流能力伤害率约为18%,而海相页岩的支撑裂缝导流能力伤害率约为47%~85%。导流能力伤害率与粘土矿物含量和类型关系密切。随着粘土矿物含量的提高,导流能力伤害率迅速升高,尤其是伊利石和伊蒙混层存在可以明显提高导流能力伤害率。粘土矿物具有极强的吸水膨胀能力,易引起支撑裂缝表面硬度软化、蠕变强化,导致支撑剂嵌入和导流能力下降。本文通过页岩导流能力实验,分析了压裂液注入过程中导流能力变化规律及粘土矿物含量对导流能力伤害率的影响,为优化压裂液配方、改进页岩气井排采制度和提高页岩气的产出具有重要意义。     

压裂液对油页岩裂缝扩展影响的数值模拟

压裂液在油页岩水力压裂裂缝扩展过程中扮演着重要的角色,因此获得压裂液对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响规律对油页岩水力压裂技术的发展有着巨大的推动作用。文章选取羟丙基胍胶稠化剂配制成了不同含量的压裂液基液,并测量了其粘度。然后,基于XFEM裂缝扩展分析方法和压裂液对油页岩裂缝扩展的影响模型,采用Abaqus数值模拟软件,对吉林省汪清地区的油页岩进行了不同粘度和不同排量压裂液条件下的裂缝扩展仿真模拟。分析模拟结果发现,水力压裂裂缝在油页岩中扩展时,压裂液排量是影响裂缝扩展的主要因素,而压裂液粘度对油页岩裂缝扩展的影响很小;随着压裂液排量的增加,裂缝的长度和宽度迅速增大,其扩展速率亦随排量增加而增大;到水力压裂后期,裂缝长度和宽度逐渐趋于常值,即压裂液对裂缝扩展的影响逐渐变小。     

探讨发泡剂和生石膏对玻化微珠保温砂浆的影响

为了进一步降低导热系数、提高抗压强度,文章对膨胀玻化微珠保温砂浆配制技术进行了试验研究,试验结果表明优化配合比,复合掺入高效砂浆发泡剂和B半水石膏,可以在一定程度上改善膨胀玻化微珠保温砂浆性能,扩展其在工程上的应用.     

一种水溶性聚合物压裂液体系的研究

以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸乙酯(EtA)为单体,以具有可逆加成-断链转移双重作用的双硫酯为引发剂,采用乳液聚合法合成了含有亲水段和疏水段的St-MAA-EtA嵌段共聚物增稠剂。考察了影响此嵌段共聚物压裂液性能的各因素。实验结果表明,该嵌段共聚物压裂液具有优良的耐温性能。在90℃,浓度为3%冻胶体系粘度大于450 mPa.s,浓度为1.5%,冻胶体系粘度大于130 mPa.s,能够满足实际生产要求。     

聚/表二元体系配制用水水质优化研究

聚/表二元体系配制用水的水质对体系性能有明显的影响,目前国内对该方面研究较少。以聚丙烯酰胺
HTPW – 112（离子聚合物）和表面活性剂DWS – 3（非离子型）配制的聚/表二元体系为例,利用大量的室内实验,逐一评
价矿化度、铁离子含量以及细菌等水质指标对聚/表二元体系黏度的影响,为相似油藏的配聚用水水质优化方法提供
思路。实验表明,当Na+ 含量超过3 900 mg/L 时聚表二元体系黏度上升,对二元体系具有一定的盐增稠性能。单一
Mg2+、Ca2+ 含量大于500 mg/L 体系黏度下降趋势增强,且Mg2+ 的影响程度略强于Ca2+。Fe2+ 含量超过5 mg/L,二元
体系黏度开始大幅降低。SRB 超过5 个/mL、TGB 超过100 个/mL、FB 超过100 个/mL 会使聚表二元体系溶液黏度大
幅降低,细菌的代谢产物是造成黏度降低的重要因素。     

有机硼交联HPG压裂液超低温破胶剂室内研究

对埋藏浅,油层温度低的油藏进行压裂改造,需解决压裂液低温破胶水化的问题。采用活化剂来提高过硫酸铵(APS),酶,胶囊破胶剂的低温破胶能力。通过对有机硼交联的羟丙基瓜胶(HPG)压裂液低温下破胶后粘度损失率的测定,筛选出用于50℃下的APS/活化剂破胶系统及胶囊破胶剂。结果表明:在APS/活化剂破胶系统的作用下,采用有机硼作交联剂的HPG压裂液在较低温度条件下能彻底破胶水化。     

江汉油田高钙镁油藏新型聚驱实验研究

地层水中钙镁离子可以明显降低聚合物溶液的黏度,限制了普通聚合物驱在高钙镁油藏中的应用。以江汉油田某区高钙镁油藏作为研究对象,以新型抗钙镁聚合物为基础,开展高钙镁油藏聚合物驱实验研究。在高钙镁条件下采用蒸煮蒸馏水配制模拟盐水,母液稀释配制聚合物溶液;新型聚合物溶液具有较好的增黏、抗盐、抗钙镁、抗剪切、长期稳定性;分别在人造、露头和天然岩心上开展了新型聚合物驱油实验,水驱到含水90%后聚驱采收率增幅达8%以上。该研究为高钙镁油藏进一步开展聚合物驱矿场试验提供了理论指导。     

低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变性

研究了低分子量阳离子变性瓜胶与硼砂交联的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶浓度、硼砂浓度及pH对凝胶形成的影响,得到了结构稳定的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变特性,结果表明该体系具有良好的粘弹性和剪切变稀性。非线性共转Jeffreys模型可确切表征凝胶体系的粘度曲线,实验值与模拟值吻合良好。     

压裂液流变性研究的新进展

在对压裂工艺有影响的压裂液诸多性能中,最为主要的是压裂液的流变性,它涉及到压裂过程中压裂液的稳定性、悬浮能力、摩阻计算等最重要的参数设计。综合调研有关压裂液流变学的文献,介绍了目前压裂施工用的各种压裂液,实验室采用的模拟现场井筒条件预测摩阻压力的方法,以及如何应用实验模拟数据预测井筒的水力学动态和压裂液的流变性。但在压裂液弹性特征、动态特征和支撑剂在动态条件下的传递与沉降方面认识不断深入。还应开展     

板式无碴轨道CA砂浆的配制和性能

CA砂浆是板式无碴轨道结构弹性调整层的核心对CA砂浆的拌和工艺、配合比的选取以及试验数据、技术拳数之间的关系进行了系统对比和统计分析．通过多次试验,确定了水泥、乳化沥青、掺和材、细骨料、表面活性剂、减水剂和铝粉等材料的选取、投料顺序、搅拌速度、搅拌时间和配合比,配制的CA砂浆流动度好、可工作时间长、早期有膨胀、后期收缩小,性能满足板式轨道功能和施工现场需要对CA砂浆拌制中的时间与密度及空气含量、静停时间与密度及空气含量、静停时间与流动度的关系进行了对比分析;对强度与水灰比、砂用量、乳化沥青用量,不同龄期抗压强度发展,不同尺寸试件之间抗压强度,用水量和乳化沥青用量与流动度,弹性模量与抗压强度关系等提供了规律性的结果．结果表明,CA砂浆的关键是配制乳化沥青,其掺和成分为聚乙烯醇、乳化剂,采用中裂乳化剂乳化的沥青配制的CA砂浆性能最稳定．