摘要：为了研究支撑剂密度对滑溜水携砂性能的影响,自主设计了大型可视平板裂缝模拟系统,使支撑剂在裂缝中的动态沉降、砂堤形态可视化。运用该装置研究了不同支撑剂密度下滑溜水的携砂性能及支撑剂在裂缝中的沉降运移规律。实验结果表明,随着实验时间延长,砂堤高度逐渐增加,但增幅减缓;随着支撑剂密度减小,砂堤变平缓,砂堤的高度降低,堤峰向深处运移,且砂堤向裂缝深部推进速度增大,更多的支撑剂沉降在裂缝深部;支撑剂密度增大对沉降速度影响较大,对水平运移速度影响较小。研究结果可为支撑剂沉降运移动态研究及支撑剂优选提供参考。

摘要：为研究含不同疏水结构缔合型二元丙烯酰胺共聚物降阻剂的性能,合成了4种疏水改性单体:N,N-二甲基烯丙基苯基丙烷基溴化铵(Allyldimethylalkyl quaternary ammonium salt 1,AQAS1)、N,N-二甲基烯丙基壬烷基溴化铵(AQAS2)、N,N-二甲基烯丙基-9-甲基十九烷基溴化铵(AQAS3)和N,N-二甲基烯丙基二十烷基溴化铵(AQAS4),采用水溶液聚合法分别将合成的疏水单体与丙烯酰胺(AM)共聚制备了4种二元共聚物P(AM/AQAS1)、P(AM/AQAS2)、P(AM/AQAS3)、P(AM/AQAS4)。研究了这4种共聚物的溶解性能以及耐盐、耐温耐剪切性能,并对比测定了不同浓度P(AM/AQAS1)与部分水解聚丙烯酰胺P(AM/NaAA)在10 g/L的NaCl溶液中的降阻能力。研究结果表明,所合成的4种疏水缔合型丙烯酰胺共聚物在0~20 g/L的NaCl溶液中表现出良好的耐盐性;在30~100℃范围内持续升温,表观黏度随温度提升下降幅度较小,表现出良好的耐温性;带环状结构的聚合物表观黏度受剪切时间的影响较大,带链状结构的聚合物表观黏度几乎不受影响,但4种聚合物总体上均表现出耐剪切性能。用矿化度为10 g/L的NaCl溶液配制的质量分数为0.15%的P(AM/AQAS1)溶液在流量为45 L/min时达到了最佳降阻效果,降阻率为60%,而相同条件下P(AM/NaAA)溶液的降阻率仅为51%,P(AM/AQAS1)的降阻效果更显著。

摘要：减阻剂实验室评价常用指标主要有减阻能力评价、配伍性评价及地层伤害评价等。其中,减阻能力是评价滑溜水最为重要的技术指标,准确估算压裂摩阻,对施工排量的设计十分关键;配伍性评价,通常首先采用环路摩阻测试评价不同基液下的减阻能力,然后使用流变仪对添加不同添加剂的滑溜水流变性能进行测试;地层伤害一般通过测定伤害前后渗透率的变化来确定。目前典型的现场应用有4种情况,不同的施工环境、施工要求对减阻剂的要求均不同。

摘要：滑溜水体系技术广泛用于油气开采领域中,滑溜水体系的核心技术为减阻添加剂,用于降低压裂施工摩阻。对比分析了滑溜水减阻剂的降阻机理,综述了滑溜水减阻剂的研究进展,介绍了高矿化度水质对滑溜水降阻效果的影响及作用机理,主要包括静电屏蔽、压缩双电层等,总结出通过引入耐盐基团、疏水缔合性基团等方法可以提高减阻剂的耐盐性能,提出未来可通过有针对性地设计减阻剂分子合成方案,进一步优化滑溜水体系,增强滑溜水体系压裂液技术的适用性。

摘要：为了解决四川盆地中部秋林区块中侏罗统沙溪庙组致密砂岩气藏储层体积压裂改造的难题,探索高强度体积压裂技术的适应性,选取该区块沙溪庙组致密砂岩露头岩样,开展真三轴水力压裂物理模拟实验,并采用分段多簇压裂水平井的产量预测模型对水平井分簇射孔进行优化设计;然后,基于控液提砂模式,在该区域致密砂岩储层开展了三轮先导性试验。研究结果表明:①秋林区块沙溪庙组致密砂岩储层天然裂缝欠发育,水力压裂裂缝形态以对称双翼裂缝为主,难以形成复杂裂缝网络,并且储层具有中等—偏强水敏性,常规的体积压裂在该区域储层改造中不适用;②高强度体积压裂技术的内涵是通过段内多簇射孔形成多条独立的双翼裂缝,实施控液提砂的加砂模式,在保证高强度加砂的前提下减少入井液量,从而降低入井流体对地层的伤害;③秋林207-5-H2井压裂段数为10段,每段7~12簇,施工排量介于16~18 m^(3)/min,按照控液提砂模式累计泵注滑溜水12146 m^(3)、支撑剂4170 t,该井压裂后测试气产量达83.88×104 m^(3)/d,天然气无阻流量达214.05×10^(4)m^(3)/d;④随着簇间距减小,累计产气量逐渐提高,但当簇间距小于15 m以后,累计产气量增幅变小;⑤当加砂强度低于6 t/m时,随着加砂强度增大,水平井千米改造段长测试气产量整体呈现增大的趋势;加砂强度超过6 t/m后,随着加砂强度增大,千米改造段长测试气产量上升不明显;⑥随着井眼轨迹与水平最大主应力方向的夹角增大,千米改造段长测试气产量整体呈现增大的趋势,当水力裂缝与井眼呈近垂直的情况时,获得的有效泄流面积最大,千米改造段长测试气产量也最高。结论认为,该区高产井的压裂模式为:大夹角井眼轨迹、10 m左右射孔簇间距、5 t/m加砂强度、大排量滑溜水+组合粒径支撑剂连续加砂。

摘要：随着四川盆地页岩气勘探开发的持续深入,实施水平井分段压裂改造已成为页岩气这种非常规气藏有效开发的必要手段。针对四川长宁—威远国家级页岩气示范区水平井储层特点,结合套管固井完井方式,通过开展自主攻关与现场试验,在页岩气水平井压裂改造方面逐步形成了一套完整的技术系列,包括:新型复合桥塞分段工具、高效降阻滑溜水体系、优化分段设计技术、体积压裂工艺、连续油管钻磨技术、连续混配、连续供砂、连续作业技术、返排液重复利用技术等,从而实现了页岩气水平井储层改造的最优化体积和效果。应用结果表明:自主研发的页岩气水平井复合桥塞优化分段、滑溜水体积压裂工艺及工程配套技术,能够有效提高工程时效和增加井口产能,为页岩气水平井规模效益开发提供了技术保障,为下一步四川盆地页岩气工厂化压裂的实施提供了技术支撑。

摘要：为了研究不同类型液体水化作用对页岩内部裂缝形态、岩石抗拉强度和巴西劈裂张性破坏模式的影响,选取昭通国家级页岩气示范区下志留统龙马溪组页岩气储层岩心,采用清水及滑溜水分别进行了水化预处理,通过CT扫描对比了页岩中裂缝结构的变化;然后开展巴西劈裂试验,研究了水化预处理后页岩试件抗拉强度及张性破坏模式;在此基础上,选取研究区内的两口水平井,在其压裂施工现场开展了水化预处理先导性试验。研究结果表明:①相同时间内,自发渗吸过程清水水化作用对海相页岩裂缝复杂程度的提升效果优于滑溜水;②清水表面张力更大且黏度更低,清水水化作用不仅能够促使原始裂缝延伸,还能诱发新的微细裂缝或分支缝,而滑溜水水化则以促使原始裂缝扩展为主;③水化作用使海相页岩发生损伤,其抗拉强度降低,经过清水、滑溜水水化预处理后的页岩试件抗拉强度相对未水化试件分别降低了35.6%和18.1%;④根据主裂缝延伸形态将页岩水化后巴西劈裂张性破坏模式分为阶梯形、折线形、分支形和弧形4种或是其相互组合,而未水化页岩张性破坏模式仅为直线形;⑤水化作用能有效提升海相页岩压裂裂缝复杂程度,建议在施工条件允许的情况下,射孔后在限压范围内高排量注入一定量清水并关井直至主压裂施工开始,为了降低主压裂施工难度,可以通过"低砂浓度、长段塞"泵注的策略来满足设计加砂量。

摘要：鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部大宁—吉县区块海陆交互相的页岩气储层位于下二叠统山西组2~3亚段下部,页岩层的岩心、录井、测井数据资料分析解释结果显示储层渗透率、孔隙度较低,含气饱和度中等,发育天然微裂缝,脆性矿物含量介于32.2%~51.3%,黏土含量较高,黏土矿物以伊蒙混层为主,水平应力差异小,钻井过程中均有较好的气测显示。借鉴成熟的页岩气'体积压裂'思路,选择黏土控制、助排及降阻性能优良的滑溜水体系,采用套管注入,较大液量,低砂比、小粒径支撑剂,段塞式加砂,较大排量泵注,最大限度提高净压力,沟通天然微裂缝,增大储层改造体积(SRV)。现场应用效果表明:(1)直井的压裂施工均按设计思路顺利完成,测试求产阶段最高瞬时页岩气产量为14 000 m^3/d,使用小粒径陶粒与小粒径石英砂作为支撑剂均获得了较好的产气效果;(2)优选的滑溜水体系实现了良好的黏土控制性能和助排性能,后续井将坚持使用该类型低伤害滑溜水体系,同时施工规模可以适度加大以增加裂缝网络体积。

摘要：页岩气压裂施工规模大,常采用摩阻较低、容易沟通天然裂缝的滑溜水作为压裂液,但滑溜水黏度低,携砂能力差。采用透明平行板垂直裂缝物理模型,对滑溜水压裂过程中支撑剂在裂缝中的铺置过程进行了模拟。记录不同时刻砂堤的几何形态,对砂堤的形成规律进行分析。根据实验结果,将砂堤形成过程分为3个阶段,并分别给出了每阶段砂堤形态的计算公式。将支撑剂沉降模型、平衡高度计算模型及砂堤形态计算模型相结合,编制了计算程序,程序计算结果与实验数据有较好的一致性,可为滑溜水压裂设计及施工提供一定的指导。

摘要：为实现川东南超深页岩储层有效改造,并最大限度地降低压裂施工压力,提出了优选射孔参数、进行压前酸液预处理、设计降阻率高的滑溜水体系及采用前置粉砂段塞技术等技术对策。通过分析和计算,采用89mm射孔枪配合SDP40HMX28-8射孔弹,60°相位和18孔/m的孔密进行射孔。利用川东南超深页岩储层的岩心进行了溶蚀试验,根据试验结果结合地层特点确定了15.0%HCl＋1.5%HF＋2.0%高温缓蚀剂＋1.5%铁离子稳定剂的酸液配方。根据地层特征,通过室内试验优选了配方为0.2%高效减阻剂SRFR-1＋0.3%复合防膨剂＋0.1%复合增效剂＋0.02%消泡剂的滑溜水,其性能稳定,易返排,黏度约9～12mPa·s,降阻率大于75%,对地层的伤害率小于10%。现场应用表明：采用优化后的射孔参数进行射孔,可以满足降低孔眼摩阻的要求;应用优选的酸液进行压前预处理,施工压力降低10～15MPa;采用前置粉砂段塞技术,可以有效降低裂缝弯曲摩阻,达到降低施工压力的目的。这表明,采用提出的技术对策可以降低川东南超深页岩气井压裂施工压力。