摘要：涸洲11-4N油田涸洲组油藏已进入高、特高含水开发阶段,部分油组采出程度已经接近或超过已有探井实测驱油效率,在现有驱油效率认识下,油藏可挖潜潜力较小,需进一步开展酒洲组油藏高倍水驱下驱油效率研究。针对上述开发中存在的问题,开展了注入量为200PV下的岩心水驱油实验;设计制作了微观可视化水驱油模型,直观描述高倍水驱油过程及残余油的分布规律;结合核磁共振技术开展岩心在线驱替实验,量化大、中、小等不同尺度孔隙中的驱油效率。实验结果表明,长岩心驱油效率可达73.2%,远超原有认识下的驱油效率;当并联长岩心渗透率级差较大时,首次提出在高、低渗透岩心进口端存在伯努利效应;微观水驱油过程中,注入水沿着中、高渗透通道快速突破,模型无水采出程度仅为18.6%,200PV水驱后,低渗透区原油得到有效启动;核磁共振在线驱替实验结果表明,中孔隙对驱油效率的贡献最大,达45.63%。

摘要：页岩自吸作用是影响其钻井、压裂等工程措施的重要基础现象。不同于砂岩、碳酸盐岩地层,页岩黏土矿物发育,水相介质侵入页岩后与黏土接触诱发水化结构损伤,促进自吸。因此,若忽略自吸过程中的水化损伤,不符合页岩实际吸水状态,从而影响钻完井工程设计。为此,基于室内试验手段,建立了水化结构损伤定量表征方法,并以水化损伤演变规律为依据,在建立动态自吸毛细管力与动态迂曲度计算公式的基础上,构建了页岩动态自吸模型。页岩动态自吸模型预测的自吸曲线与实际自吸曲线吻合程度较好,验证了所构建模型的准确性。利用所构建的页岩动态自吸模型系统分析了影响页岩动态自吸的因素,结果表明,水化作用对页岩自吸具有显著促进作用。在强水化作用下,页岩孔隙度增大、迂曲度降低,具备更强的驱动力与更小的流动阻力,导致自吸量与自吸速率明显增大,表明水化损伤是影响页岩自吸的主要因素。研究结果深化了对页岩自吸机制的认识,为页岩地层钻完井工程制定合理技术措施提供了理论依据。

摘要：水平井暂堵压裂技术是提高非常规储层改造效果的关键,而暂堵球在水平井中的运移及封堵特性的准确预判是水平井暂堵压裂成功实施的关键。因此,需要利用数值模拟方法模拟暂堵球在水平井的运移和封堵特性。由于CFD-DEM耦合模型能够将暂堵球颗粒视为旋转的球体,实现颗粒与流体之间的双向耦合,因此基于CFD-DEM耦合方法建立了页岩气水平井井筒暂堵模型,分析了暂堵球粒径、压裂泵注排量和暂堵球密度对暂堵球运移和封堵性能的影响,结果表明,对于ϕ139.7 mm的单簇8孔螺旋分布式套管,孔眼与暂堵球直径之比为0.97左右时井筒暂堵效果最好;暂堵球的坐封效率随着泵注排量增大呈先升高后降低的趋势,泵注排量低于6 m^(3)/min时,随着泵注排量增大,暂堵球坐封效率升高;泵排量为4~7 m^(3)/min时,暂堵球的坐封效率较高;低密度暂堵球的坐封效率最高,高密度暂堵球的坐封效率最低;暂堵球最容易坐封在射孔簇后半段孔眼上,也能够坐封在第1个孔眼上。研究结果表明,基于CFD-DEM耦合的页岩气水平井井筒暂堵模型能够实现暂堵球在水平段运移过程的可视化,利用其可预测暂堵球的运移速度及坐封孔眼的位置,为水平井暂堵压裂施工设计提供指导。

摘要：井筒压力计算是气井生产动态分析、优化配产和排水采气设计的基础。页岩气井生产具有井口压力、产量、气液比等参数变化快的特点,全生命周期的井筒压降难以通过现有单一模型准确预测。文章以页岩气水平井为研究对象,开展空气—水两相管流实验,分析了表观气流速、表观液流速、井斜角、管径对持液率的影响规律。基于实验测试数据,引入滑脱速度,建立了实验条件下持液率计算新模型,修正气相/液相无因次准数来实现实验低压向气井高压条件转换。采用Mukherjee&Brill模型计算页岩气井井筒摩阻,形成了页岩气井井筒压力降计算新模型。经页岩气井现场生产数据验证,新模型平均相对百分误差为-5.48%,明显优于常用的气液两相管流模型。该模型对于页岩气水平井高效开发及生产动态分析提供理论技术支撑。

摘要：针对目前数智化压裂施工参数设计针对性不足、流程不畅通等问题,建立了基于数据驱动的压裂施工参数智能优化方法。以CD区块32口页岩油井为研究对象,采用主成分分析法处理代表储层地质特征、工程品质和施工参数的15项产量影响因素,使之降低维度,引入高斯隶属函数和熵权法进行储层压裂非均质性模糊综合评价,结合支持向量回归和粒子群优化算法,以产量最高为目标,推荐射孔位置、段长、簇间距、单位长度液量、单位长度砂量和排量。研究结果表明,渗透率、孔隙度、热解游离烃含量、单位长度液量和单位长度砂量为研究区块的产量主控因素。应用实例井采用优化的参数施工后,第一压裂段8簇均成功起裂,裂缝半长59.50~154.80 m,产量预测符合率为94.86%。研究表明,该方法可实现有效储层质量评价、产量预测和匹配储层地质条件施工参数的快速优化,推动页岩油等非常规储层高效开发。

摘要：压裂液与页岩气储层接触后,诱发自吸、水化损伤及离子扩散等水岩反应,导致压裂液返排率低、矿化度高,对压裂改造效果与页岩气产出均有显著影响。目前对上述水岩反应已经开展了针对性研究,但自吸、水化损伤及离子扩散同步产生,对三者之间相关性的研究较缺乏,难以准确认识压裂液与页岩的相互作用,不利于压裂优化设计。为此,立足于室内试验手段,明确了不同条件下的页岩自吸、水化损伤及离子扩散规律及影响因素,系统分析了页岩自吸、水化损伤及离子扩散之间的定量相关性以及相互作用机制。研究结果显示:自吸、水化损伤及离子扩散具有同步响应特征,均在自吸前期发展显著,后续逐渐趋于稳定;自吸与水化损伤相互促进,使页岩吸水量增大;随页岩吸水量增大,离子扩散程度加剧,更多盐离子扩散进入压裂液,使压裂液活度降低,减弱页岩自吸与水化程度。研究成果深化了对压裂液与页岩相互作用的认识,为实现页岩气储层高效水力压裂改造提供了理论支撑。

摘要：针对页岩油水平井水平段长、井眼条件复杂、套管居中难度大、顶替效率低、水泥体系性能要求高等制约固井质量提高的难题,开展钻井参数与钻具组合协同优化技术研究,优化钻具组合,满足提高固井质量对井眼清洁的要求,通过顶替效率模拟研究设计了理想套管居中度,并以此优选了整体冲压螺旋半刚性扶正器和清水顶替预应力固井技术,基于韧性化改造技术提高水泥石强度,降低杨氏模量,改性水泥石可以满足页岩油井水力压裂要求。使用上述页岩油水平井固井工艺配套技术,确保了GY5-1-4H井固井质量合格,为长水平段水平井固井提供了一套可借鉴的固井关键技术。