摘要：天然裂缝发育特征分析是深层页岩气勘探开发评价的重要环节,对储层品质综合评价、压裂差异化设计具有指导意义。以四川盆地南部(以下简称川南)泸州区块五峰组—龙马溪组深层页岩为研究对象,综合利用岩心分析化验、水平井成像测井和地震等资料,从岩心天然裂缝描述、水平井成像测井发育特征、水平井天然裂缝与地震预测裂缝带之间的匹配关系等方面进行了系统研究。结果表明:水平井成像测井可准确识别3种天然裂缝类型,即高导缝、高阻缝和微断层;水平井识别裂缝走向与现今最大水平主应力方向一致,裂缝倾角分布规律与处于相同构造部位的评价井直井段总体相似;地震预测裂缝带控制成像测井岩心尺度天然裂缝发育,中强度曲率体裂缝带、低强度曲率体裂缝带、蚂蚁体裂缝带对岩心尺度天然裂缝的影响距离分别为110、80、30~50 m。泸州区块岩心尺度天然裂缝具“双高”特征(倾角高、方解石充填程度高),揭示的水平井岩心尺度天然裂缝发育特征与直井段、地震预测裂缝带之间的对应匹配关系,可为川南地区海相页岩天然裂缝精细表征、储层分类评价和差异化压裂工艺试验攻关方向提供借鉴。

摘要：针对稠油水环输送的水环流动改进问题,提出稠油流动边界层在聚丙烯酰胺(PAM)水环作用下的模拟实验方法,基于自主研发设计的室内油-水两相流可视化环道实验装置,采用500#白油模拟旅大稠油,实验研究了稠油-水环状流外环水相中添加PAM前后的流型特征与阻力特性,评价了PAM对水环润滑的协同减阻效果,分析了PAM对水环流动稳定性的作用机理。实验结果表明:PAM对稠油-水环状流的流型特征与阻力特性均有显著影响,使环状流的分布区域缩小,其缩减区域转变为分层流和塞状流,当其为分层流时减阻作用丧失;当油相表观流速为0.23~0.90m/s时,PAM减阻率随含水率增加先迅速增大后缓慢减小,在测试范围内最高达35%。研究结果可为稠油水环输送工艺优化提供理论指导和技术支持,也可为稠油管输流动改进提供新理念与新方法。

摘要：为了能更好的模拟现场实际孔眼大小、单孔流量、投球方式等情况下暂堵球的暂堵转向效果,创新研制了暂堵球动态封堵承压性能评价装置。通过建立孔眼冲蚀模拟系统及实验方法,完成了孔眼模拟单元的设计,能够实现7~16 mm不同形状孔眼的任意选择;引入π定理和欧拉准则,优化了泵注和暂堵球运移模拟系统,通过对管柱尺寸及注入泵选型设计,满足了现场单个孔眼0.1~0.3 m^(3)/min排量需求;研制了暂堵球自动投球模块,具备模拟井筒温度、控制投球时机的功能,实现了自动化和多次投球;研制了地层模拟器模块,通过设计储层渗透能力的差异性,实现缝口暂堵转向模拟。该装置实现了暂堵球在井筒中运移、封堵孔眼、转向等一体化模拟,可有效地指导现场可降解暂堵球的优选、投球方式及施工参数优化。

摘要：针对稠油水环输送管线因水环失稳破坏需重新启动的问题,基于自行研发设计的室内小型再启动环道模拟实验装置,以旅大油田四种普通稠油为研究对象,实验研究了稠油水环输送管道停输后以恒定水流量重新启动时,其再启动压降随时间的变化规律,讨论了持油率、油品黏度、停输时间及恒定水流速度对再启动压降的影响,应用IBM SPSS软件对正交再启动实验结果进行回归分析,建立再启动压降多元非线性回归模型,并通过192组实验数据验证其预测可靠性。实验结果表明:再启动压降随时间的变化可划分为压降衰减和压降恒定两个阶段;再启动压降与持油率、油品黏度、停输时间及恒定水流速度都呈正相关关系,但持油率与恒定水流速度的影响最显著;再启动压降的模型预测值与实验测量值吻合较好,其相对误差均在±10%范围以内。

摘要：深层页岩储集层高温、高地应力、高水平应力差特征明显,常规分段压裂后,储集层改造体积偏低,裂缝复杂程度偏低,气井测试产量偏低。主要原因是,深层页岩气井压裂施工期间高泵注压力、低施工排量在常规分段参数条件下不利于提高裂缝复杂程度,导致簇间储量动用不充分。为提高工艺技术适用性及储集层改造效果,开展了深层页岩气压裂工艺优化研究,结果表明,密切割分段压裂工艺有利于增加簇间应力干扰,提高裂缝复杂程度,提升簇间资源动用效率。Zi2井初期采用常规分段压裂工艺,在压裂设计指标执行率较低的情况下,开展了密切割分段压裂工艺现场试验,裂缝复杂程度及单井储集层改造体积提升明显,证明了密切割分段压裂工艺在研究区深层页岩气井中的适用性。

摘要：针对目前用于岩石断裂韧性测试的多种三点弯曲实验夹具,普遍存在载荷施加不稳定、支撑滚柱不易更换等问题,创新设计了一种实验夹具,该夹具特征在于采用框架结构,结构简单,载荷加载更稳定;滚柱为独立式设计,滚柱更换方便,跨距易调节;并使用该夹具进行了岩石的断裂韧度测试,测试结果表明所测试样的断裂面均按预定方向开裂,且计算出的断裂韧度值离散程度低,极差为0.3 MPa·m^(0.5),符合实验测试的质量控制要求。夹具整体设计结构简单、制作成本低,并经评测实验效率高、测试结果可靠,易推广使用。

摘要：泡沫压裂液具有伤害低、返排迅速、可减少用水量等优点而得到广泛应用,由于泡沫压裂液属于气液两相可压缩性极强的流体,导致评价泡沫压裂液携砂性能的难度大于常规纯水基压裂液。文章在调研国内外有关文献的基础上,将目前泡沫压裂液携砂性能评价方法分为间接法(实验法、数模法)和直接法(静态法、动态法)两大类,阐述了不同评价方法的优缺点,建议以实验为基础,数模为手段,充分整合目前已有的评价方法,发挥各评价方法的特点,建立一套较为完善的泡沫压裂液携砂性能评价体系,为泡沫压裂施工设计及现场施工提供理论依据和技术支撑。

摘要：本研究设计并制造了一套可在真空条件下粉碎页岩样品并释放其中残留气的装置,该装置的粉碎系统与富集模块和气相色谱联用后,可实现残留气的有机、无机气体化学成分定量分析;同时,封存在玻璃管内的另一部分残留气可进一步开展稳定碳同位素分析,从而获得页岩残留气完整的化学成分和碳同位素组成特征。利用混合标准气体标定该装置,烃类和无机气体浓度与气相色谱响应相关系数达0.999,表明仪器状态稳定,残留气定量数据准确可信。使用不同露头页岩样品(贵州习水县下志留统龙马溪组、南京幕府山下寒武统牛蹄塘组和延安上三叠统延长组)检测该装置,页岩残留气量和碳同位素测试结果平行性良好,表明该装置系统可用于分析页岩残留气。对川南钻井龙马溪组样品残留气的测试结果表明:龙马溪组页岩残留气化学成分主要为CO_2和N_2等无机气体,烃类组分以CH_4为主,C_2H_6及更高碳数烃类含量极少;其甲烷碳同位素值为-38.1‰^-33.9‰,均值为-35.8‰,该甲烷碳同位素值与已发表的同地区页岩生产气非常接近,表明了二者的同源性,川南页岩气田中的页岩气来源于龙马溪组,符合页岩气的严格定义。此外,本研究还对宜昌地区浅钻五峰组和龙马溪组页岩开展了残留气分析,结果表明:残留烃气量与总有机碳质量分数、碳酸盐岩质量分数成呈弱正相关关系,与DFT(密度泛函理论)比表面积和BJH(Barrett-Joyner-Halenda)孔体积呈负相关关系,分析认为残留气并不是简单地以吸附或游离形式存在,而是封存于封闭孔中的极少量烃类和无机气体。

摘要：大多数页岩气井返排液离子及矿化度随返排时间增加而增加,页岩与压裂液作用存在离子交换现象,但对于页岩与压裂液间离子交换的原因以及离子来源研究较少。通过对某区块页岩与压裂液作用后离子类型及含量变化的量化分析,计算出了各种物质对溶液矿化度的贡献率,探索了页岩气井返排液离子来源及离子交换机理,并通过离子强度、总硬度计算,分析了页岩与压裂液作用后胶液的稳定性与二者之间的关系。研究结果表明,页岩与压裂液作用后会发生离子交换,储层中各类可溶无机盐的溶解及黏土矿物是返排液中离子的重要来源;页岩天然裂缝或孔隙中充填有大量的可溶盐,页岩中水溶性可溶盐含量在页岩中占到了较大的比例;页岩与压裂液作用后胶液的稳定性由表面电荷控制,液体离子强度越大,胶液就越不稳定,矿物质越倾向于聚集进而导致裂缝张度或者孔的堵塞,影响气井产能;在页岩气井优化设计中,要根据页岩与压裂液作用后离子类型、浓度以及胶液稳定性结果对压裂液配方进行优化,尽可能防止液体絮凝沉淀的产生。

摘要：页岩气评价与开采四川省重点实验室是四川省省级页岩气重点实验室，由中国石油西南油气田公司联合四川省煤田地质局共同组建。该实验室是四川省为促进产业技术进步、带动战略性新兴产业发展，依托大型骨干企业重点建设的适应四川省经济社会发展形势的科技创新平台。