摘要：为了模拟压裂投产低—特低渗透油藏中的非达西渗流特征,在原有黑油模拟器的基础上,建立并求解了考虑两相启动压力梯度、渗透率敏感性以及裂缝导流能力失效性的三维两相数值模拟模型,基于模型分析了压裂井波及椭圆的计算方法及影响因素,并推导了矩形井网和菱形反九点井网的井排距公式。压裂井波及椭圆影响因素分析结果表明:渗透率对压裂水井初期的波及椭圆大小具有显著影响,随着时间的增加注入压差和启动压力影响增大;各因素对波及椭圆的形状没有显著影响。通过遗传算法改进的GA-BP神经网络模型可准确求取压裂井波及椭圆参数。为实现井网系统和裂缝系统的最优匹配,以压裂井对油藏波及系数最大为目标,推导了矩形井网和菱形反九点井网的井排距公式。现场应用表明,压裂后平均日产油量可提高1.25倍,且长期增产效果显著。

摘要：针对深层页岩气埋深大、两向水平应力差大、垂向应力差小、岩石塑性特征强等地质特征,以地质工程一体化为设计理念,建立了包括测井曲线、页岩总有机碳含量、孔隙度、全烃、关键录井元素、矿物组分、过量硅、矿物脆性、岩石力学参数等评价方法,开展沿水平井段的地质工程双甜点研究,实现地质与工程一体化优选甜点段和最优甜点段准确识别,为深层页岩气水平井压裂改造提供依据.然后,基于高导流的立体缝网为体积压裂的目标函数,开展深层页岩气窄压力窗口下的体积压裂注入模式及工艺参数优化研究,包括迂回双暂堵工艺优化,支撑剂在复杂缝网下的动态运移规律与导流能力研究,以及一体化变黏度高降阻滑溜水研发等.研究成果在现场的应用结果表明,上述基于地质工程一体化的体积压裂技术,压后测试产量较邻井能提高30%~50%以上,可大幅度提高深层页岩气的经济开发效果,对今后垂深超过4500 m的超深层页岩气的经济有效勘探与开发,也同样具有重要的指导和借鉴意义.

摘要：四川盆地东南部深层(垂深超过2 800 m)页岩气藏受地质背景和成岩作用的影响,储层矿物成分及孔隙结构特征复杂多变,岩石塑性与非线性破裂特征明显增强,最大与最小主应力差异绝对值加大,导致分段压裂施工破裂压力与延伸压力高、裂缝宽度小、砂液比与裂缝导流能力低、体积裂缝难以形成,严重影响了压后页岩气的产能。基于对深层岩石力学性质、地应力特征、破裂特征及裂缝形态特征的分析研究,提出了"预处理酸+胶液+滑溜水+胶液"混合压裂施工新模式及配套技术。现场应用效果表明:丁页2HF井下志留统龙马溪组压后获得页岩气无阻流量10.5×10~4 m^3/d,取得了地质突破;金页1HF井下寒武统笻竹寺组压后获得页岩气无阻流量10.5×10~4 m^3/d,有望获得商业突破。结论认为:①深层页岩复杂缝难以形成,其压裂技术应有别于中深层;②所建立的破裂压力模型可为深层破裂压力的预测提供有效手段;③降低施工压力是确保深层压裂施工安全的关键之一;④深层页岩压裂除了储层应具有良好的物质基础外,增加压裂裂缝复杂性与形成高导流裂缝也非常关键。

摘要：地应力求取及可压性评价是进行页岩压裂设计的基础,由于页岩构造和组分的特殊性,目前尚未建立统一的页岩可压性评价方法。为此,以川东南某页岩气区块为研究对象,基于该页岩气区块十余口压裂井196段施工数据,在建立井口压力与井底压力实时转换模型的基础上,反演了该区块储层的破裂压力和水平主应力,反演结果与岩心测试结果相对误差低于10%;综合考虑储层岩石特性和施工参数,选取脆性指数、最小水平主应力梯度、储层破裂压力梯度、两向水平主应力差异系数、综合砂液比、滑溜水占比、40/70目和30/50目支撑剂占比等7个参数作为评价参数,通过变异系数法获得各评价参数的权重,建立了基于应力反演的页岩可压性评价方法。利用该方法计算了目标区块4口放喷测试井的综合可压性指数,发现综合可压性指数与测试产量具有较好的正相关性。其中1口井一些层段在利用该方法计算地质特征相似已压裂层段综合可压性指数的基础上,通过调整施工参数,使综合可压性指数提高。研究表明,基于应力反演的页岩可压性评价方法可充分利用施工数据,指导页岩气井压裂施工,对于实现页岩气井"一段一策、精细压裂",提高单井产能及区块整体开发效果具有重要意义。

摘要：针对目前页岩气水平井部分压裂段簇产量贡献率低,且与相应的地质甜点与工程甜点评价结果吻合程度低的问题,提出应用与压裂后产量相关性更强的甜度概念深化以往甜点研究的不足,在此基础上提出由地质甜度与工程甜度计算的综合甜度即可压度来表征可压性程度的方法。研究及应用结果表明:基于提出的页岩气地质甜度与工程甜度新理念,利用可压度表征可压性的理念与技术方法,增强了水平井分段压裂设计与施工的科学性与实用性;无效段簇占比由33%降至13%~20%,平均单井产量提高35.6%,单簇裂缝改造体积提高约15%,可压度大于0.5时,压裂效果较好。建议进一步加大页岩气可压度评价体系的应用力度,特别是在常压与深层页岩气中的应用与验证,并在应用中进一步完善与迭代升级。

摘要：建立了考虑疏松砂岩稠油油藏启动压力梯度、压力敏感性,以及裂缝导流能力失效性的压裂井数学模型,实现了该模型的数值求解。在防止地层出砂的前提下,对渤海湾某油田进行了压裂充填参数设计。研究表明,与不压裂相比,在该区块实施压裂充填改造在经济上是可行的,参数优化结果为该区开发方案设计提供了技术支撑。

摘要：在应用地质甜点与工程甜点对页岩气层产气能力进行评价时,只能表明页岩气层压后产气可能性的大小,而压后产气量的高低与该甜点指标的正相关性并不明显。为此,提出了地质甜度及工程甜度的概念,对地质甜点与工程甜点的"甜度"进行精确表征和量化,并给出了其计算方法:设置待评价区地质甜度及工程甜度最甜的标杆,即涵盖一系列最佳地质参数与工程参数的集合体,然后计算欧氏贴近度来表征待评价区参数集合与该标杆的相似度,并将其作为地质甜度与工程甜度,应用灰色关联方法确定地质甜度和工程甜度的权重分配后,可计算得到综合的甜度指标。涪陵页岩气田焦石坝区块7口井的验证结果表明,与地质甜点与工程甜点相比,地质甜度与工程甜度与各段簇产气量的正相关性更强。研究与应用表明,应用地质甜度与工程甜度可以实现页岩气层产气能力的定量评价,增强了页岩气水平井分段压裂段簇位置优选的科学性与可靠性,对页岩气开发的降本增效具有重要的现实意义。

摘要：我国深层页岩气资源量丰富,但深井压裂施工压力高、加砂难度大、压后效果不理想,如何利用水力压裂措施形成有效的裂缝系统仍是亟待解决的难题。鉴于此,基于室内实验及微地震监测数据,应用Meyer软件离散裂缝网络模型模拟川东南某深层页岩气区块裂缝扩展规律(模拟精度可达85%以上)。通过正交设计及方差分析明确了压裂液黏度是影响深层页岩压裂裂缝形态中缝宽和SRV的主控因素,并将裂缝扩展分为前1/5~1/4时间段内的快速生成期和之后的缓慢增长期2个阶段。提出了目标区块深层页岩气井"大排量适度规模现场精细调控、变黏度混合压裂液充分造缝、小粒径低砂比连续加砂有效支撑"的技术思路,确定了单井液量、砂量、排量等最优参数范围。指导了一口3900m深水平井的压裂施工,综合砂液比为3.51%,单段最高砂量为80.6m^3,压后获得了11.4万m^3的测试产量。该研究为类似深层页岩气井压裂设计提供了依据。

摘要：针对页岩气水平井分段压裂形成的复杂性裂缝量化表征困难、压裂优化设计方法不成熟的问题,对已有裂缝复杂性指数表征方法做了进一步深化,考虑各分支裂缝沿主水力裂缝方向的分布密度及其相互间渗流干扰波及面积,提出了新的裂缝复杂性指数表达式,使其不仅仅是一个范围,而是一个具体数值。围绕最大限度提高裂缝复杂性指数的压裂优化设计目标,从配套施工参数的优化与控制、最终预期产量的预测等方面入手,给出了针对水平层理缝/纹理缝发育储层、高角度天然裂缝发育储层的压裂优化设计方法及流程,并提出了天然裂缝分布密度及延伸缝长的定量描述方法。该压裂优化设计新方法在涪陵焦石坝某井进行了试验,其无阻流量比邻井约高26%,证明该新方法能有效提高页岩气水平井分段压裂的效果,对页岩气的经济有效开发具有重要意义。

摘要：为了定量预测粗糙裂缝内支撑剂覆盖率,开展不同工况下粗糙裂缝内支撑剂覆盖率的试验研究。基于自主设计的粗糙裂缝试验装置,通过控制变量方法进行不同壁面粗糙度、泵注排量、支撑剂质量分数、压裂液黏度等条件下的输砂试验,定性揭示不同施工参数对支撑剂在粗糙裂缝中输送的影响规律,并基于试验结果提出粗糙裂缝内支撑剂覆盖率计算模型。结果表明:以分形维数(变差函数)为主的裂缝壁面粗糙度定量描述方法能够解释支撑剂在粗糙裂缝内运移沉降过程;支撑剂在粗糙裂缝内的运移、沉降和充填行为与光滑裂缝内有较大差异;不同的裂缝壁面粗糙度能导致支撑剂运移、沉降和充填方式的差异;粗糙裂缝输砂需要足够高的压裂液黏度及泵注排量才能保证支撑剂的有效流动;支撑剂质量分数越大需要与之匹配的流体黏度、携砂液排量越大;基于试验结果建立的粗糙裂缝内支撑剂相对覆盖率预测模型,能够实现对不同粗糙裂缝内不同施工参数组合下支撑剂覆盖范围的预测。