长江上游铜锣峡河段卵砾石推移质输沙规律研究

西部山区河段具有水面比降大、河床推移质粒径粗、糙率较大等特点,因此西部山区河段的水沙特性与平原河流差异明显,采用现有的推移质输沙公式来预测山区河段的泥沙输移情况存在较大误差。针对这一现象,基于爱因斯坦均匀沙无量纲输沙公式,考虑到推移质周围床沙对其遮蔽影响,以V/Uc=1为推移质起动临界状态建立了输沙率计算公式,最后以长江上游铜锣峡河段为研究对象,根据近二十年实测的水沙数据,将新计算式与多个经典公式进行精度比较,从计算结果来看,在预测大比降卵砾石山区河流时,新建立的计算式计算精度更高,能更好的反映其输沙规律。     

径向井排引导水力压裂裂缝扩展机理研究

为探究径向井排系统对裂缝的影响,明确水力裂缝的扩展规律,利用扩展有限元理论建立了流固耦合三维裂缝扩展模型,模拟了受径向井排引导的水力裂缝扩展过程。重点分析了3种影响因素（径向井排方位角、水平地应力差、径向井孔径）对水力裂缝的引导机理。首次提出了引导因子的概念,并将其作为有效评价径向井排引导效果的量化参数。研究发现,径向井方位角、水平地应力差、径向井井径会对水力裂缝的引导效果产生影响：较小的径向井方位角、水平地应力差以及较大的井径都使径向井排具有较强的引导能力和较好的引导效果,反之亦然。同时,较大井径对增加水力裂缝宽度有明显作用。最后,利用大尺寸真三轴水力压裂模拟试验证实了数值模拟结果具有一定的准确性。     

基于压裂效果评价的页岩气井井距优化研究

针对页岩气藏最优井距很大程度上受限于压裂效果后评估的问题,开展了多段压裂水平井改造参数解释研究,并在此基础上开展井距优化。通过建立的渗流数学模型明确页岩气井生产时地层中存在的流态,形成基于线性流识别和特征线诊断技术的压裂参数解释方法,并对参数解释的不确定性进行了分析论证。之后通过定义百米地层累产气进行均匀压裂情况下井距优化。研究表明,地层进入边界控制流后能准确确定裂缝半长,且不影响气井的产能预测;井距的决定性因素是裂缝半长,二者之间的比例关系受SRV内外区相对物性和裂缝导流能力的影响,据此可指导现场井距优化及开发技术政策制定。     

双水平井SAGD挤液预处理启动水力连通模型

为了定量获取注采井间连通及扩容信息,以风城油田SAGD挤液预处理启动为例,采用有限元软件ABAQUS计算扩容过程中储层变形及渗流特性,通过监测压力,结合德雷克-普拉格力学本构模型,按照比值定义法、权重思想和乘法原则建立了扩容过程中的水力连通模型,依靠数据分析中回归方法得出了扩容半径的计算公式。结果表明,风城SAGD超稠油储层的水力连通系数为0.6~0.8,系数越大,扩容区域越大,后期预热蒸汽用量越少。模型预测与实际监测数据吻合效果好,相对误差小于5%,说明建立的水力连通模型是有效的。     

爆燃压裂技术对水泥试样致裂实验研究

为模拟爆燃压裂技术的破岩效果和裂缝形态,进行了水泥试样致裂实验。制作了含有模拟射孔孔眼的ϕ244.5 mm套管,外维为ϕ1 600 mm×1 000 mm的水泥试样9组,并采用现场常用的航天复合推进剂和军工双基药进行实验。在实验基础上,与层内爆炸技术和重复强电冲击波技术进行储层致裂机理对比分析。研究表明,爆燃压裂技术对9组水泥试样具有100%致裂效果,裂缝条数在2~4条,裂缝缝宽在厘米级,且水泥试样的顶部缝宽要大于中部。随着火药用量减少,井筒内峰值压力减小,岩石裂缝条数减少,裂缝宽度减小。其造缝机理和形态有别于使用炸药的层内爆炸技术和使用脉冲功率负载及含能材料的可重复强电冲击波技术。     

复杂裂缝中CO_2流体携砂规律的数值模拟

基于计算流体力学(CFD)方法,建立了适用于模拟CO_2流体和支撑剂两相流动规律的固液两相流数学模型,并利用有限体积法进行求解,分析了泵注速度、砂比、支撑剂密度和粒径以及裂缝复杂程度对支撑剂在复杂裂缝中运移规律的影响。结果表明:支撑剂流入分支缝的方式主要包括主裂缝在分支缝缝口处形成砂堤后依靠重力作用滚入二级缝中,或是依靠携砂液的流速携带至分支缝内;泵注速度、支撑剂目数与平衡高度呈负相关,且泵注速度与平衡时间呈负相关、支撑剂目数与平衡时间呈正相关;砂比、支撑剂密度与平衡高度呈正相关,与平衡时间呈负相关;裂缝的级数越多,达到平衡所需要的时间越长,复杂裂缝中支撑剂在各分支缝节点处出现转向运移,且主要沉降在离主裂缝较近的二级缝中;由于三级缝较窄,进入三级缝深部的支撑剂量较少,且各分支缝中的砂堤高度小于主裂缝中的砂堤高度。     

页岩气水平井重复压裂关键技术进展及启示

由于页岩气水平井初始增产措施的种种不利因素,产量达不到预期,加之目前低迷的油价背景,页岩气水平井重复压裂技术越来越受到页岩气资源开发的关注。随着压裂技术的不断发展,许多页岩气区块已经成功实施了这一技术,以提高生产率,并增加页岩气井的最终采收率。综述了页岩气水平井重复压裂优化选井的程序,并讨论了关键工艺技术和监测分析技术,最后,结合目前不同技术的研究现状,对今后页岩气水平井重复压裂技术的研究方向进行了展望,提出了结合“大数据”技术选井、套损变形井柔性修复、基于损伤力学的裂缝监测以及新型材料的压裂液和支撑剂等技术攻关的建议。中国页岩气资源潜力巨大,加速形成适合中国页岩气水平井重复压裂配套技术,会对未来中国页岩气商业开发起到促进作用。