摘要：水平井钻井与体积压裂完井技术,是页岩气田高效开发的关键核心技术内容之一。中国页岩气田开发同样采用了这套技术,但由于页岩储层、压裂作业等主、客观原因,导致页岩气水平井压裂井筒完整性失效问题比较严重,需要深入揭示其失效机理,创新研发页岩气水平井井筒完整性设计控制等新技术。通过阐述页岩气水平井压裂井筒完整性失效机理与设计控制技术的研究进展,重点介绍了井筒完整性领域的相关创新研究工作,主要内容包括:页岩气水平井体积压裂井筒完整性的失效机理、主控因素及控制技术体系,以及页岩气水平井专用高性能套管与复合管柱设计技术等。研究结果表明,通过多年的创新研究与实践,中国已建立了一套比较行之有效的页岩气水平井专用套管与井筒完整性设计控制技术体系,可为页岩气田大规模开发工程提供相适应的井筒完整性安全保障。

摘要：CO_(2)增能压裂与常规水力压裂相比,具有压后增能、返排迅速、对储层伤害小以及单井产能高等优势,在非常规油气藏高效开发中发挥着重要作用。为优化CO_(2)辅助增能压裂过程中气体的注入时机,通过多孔介质气体扩散微观数值模拟、油藏数值模拟方法等分别从微观和宏观角度研究了不同注入时机下CO_(2)波及范围及地层压力分布规律,对比了不同储层物性及CO_(2)注入速度对CO_(2)增能效果的影响。研究结果表明:1)CO_(2)前置注入井筒附近含水饱和度低,CO_(2)伴注井筒附近含水饱和度高,CO_(2)前置注入扩散进入深部地层的CO_(2)量比CO_(2)伴注增加了约50%,深部地层压力上升更多;2)储层物性对CO_(2)增能效果有一定影响,CO_(2)注入过程中,随着孔隙度、渗透率由1%和0.003 mD变为10%和0.01 mD,地层压力进一步上升,最大地层压力可增加约8 MPa;3)在近井筒地带地层压力随CO_(2)注入速度的增加而上升,速度增量越大地层压力上升越明显,超过120 m后地层增能效果不显著。该结果可为非常规储层CO_(2)辅助增能压裂气体注入时机优选及注入方案设计提供参考。

摘要：应用水平井H1,H2和H3的微地震、压裂及地震数据综合分析了四川盆地W地区下志留统龙马溪组页岩储层特征。由微地震监测数据分析可知,H1井的压裂主要以激活先期天然裂缝为主,H2井的压裂以形成人工压裂裂缝网络为主,H3井的压裂则以激活先期天然裂缝和人工压裂裂缝网络共同出现为主。分析了有无天然裂缝以及天然裂缝与井筒不同产状关系情况下不同的压裂效果,进而评价了3口水平井的压裂效果,H2井压裂效果最好,H3井次之,H1井较差。最后,利用神经网络技术建立了页岩四大主控因素(总含气量、孔隙度、脆性指数和裂缝密度)地质模型,获得页岩产能数据并将其与具有生产测井数据的H1水平井进行了对比,结合微地震压裂数据对H2井、H3井产能进行了预测,预测结果为H2井产能是H3井的2倍,实际生产测试为2.3倍,吻合性好,页岩产能剖面优化了水平井部署、井轨迹设计、压裂方案参数以及更好的完井设计。

摘要：近年来,光纤分布式温度传感器(DTS)越来越多地用于水平井压裂动态监测,拟解决在水平井分段压裂过程中普遍面临的人工裂缝起裂位置不明、压裂液去向未知、裂缝扩展形态不清、压裂效果难以评价等技术难题,而温度预测模型是基于DTS监测进行压裂诊断的基础,但目前定量预测水平井压裂过程中的温度分布仍是一项巨大挑战。在考虑多种微量热效应的基础之上,建立了一套水平井分段压裂温度分布预测模型,并完成模型耦合求解,采用建立的温度模型,分别模拟了一口水平井常规压裂和分段多簇压裂时的温度分布,分析了水平井分段压裂过程中温度分布特征,明确了压裂液排量、地层滤失系数、裂缝宽度及裂缝高度对温度分布的影响规律。该研究成果为实现基于DTS监测诊断压裂动态、识别裂缝起裂、分析压裂液去向提供了理论支撑,对于压裂水平井改造效果评价和压裂设计优化具有重要意义。

摘要：页岩气生产套管在压裂施工作业过程中损坏变形,是影响国内页岩气井生产建设的主要原因,分析和明确套损的主要原因是解决套管损坏的重要手段。通过实物试验和有限元计算相结合的方法,分析研究了生产套管承受各种载荷的能力,并根据分析结果,针对性地提出了解决方案。页岩气井生产套管变形是多种复合载荷共同作用下,套管承受的载荷超出管体的极限承载能力所致。选择高钢级生产套管有助于提升套管承受复合载荷能力;复合管串设计可以有效降低高钢级套管的使用成本,降低高风险段的套损率。