流-固耦合物理模拟实验及其对页岩压裂改造的启示          下载免费PDF全文

康永尚  邓泽  王红岩  刘洪林  袁春林  赵群 《地球科学》2016,41(8):1376-1383

页岩压裂改造过程中渗透率变化和压裂缝扩展的机理对页岩气开发压裂工程设计具有重要意义,通过页岩岩心首次加载-卸载-二次加载流-固耦合物理模拟实验和二次加载实验后岩心微米CT成像分析,揭示出两个重要现象:(1) 首次加载-卸载-二次加载过程,有助于提高岩心的渗透率;(2) 在二次加载过程中,岩心渗透率随轴压增加出现增加或降低不同的现象,分别对应压裂缝的有序化和方向性扩展或无序化和局部糜棱化扩展.实验获得的认识对页岩储层压裂改造有两条启示:(1) 泵入-停泵-再泵入循环压裂有助于改善页岩气储层的渗透率;(2) 对天然裂缝发育的页岩储层,压裂规模的针对性设计十分关键.   相似文献   

水力压裂技术在豫西基岩地热井增产中的应用研究          下载免费PDF全文

申云飞  卢玮  陈莹  程存平 《探矿工程》2016,43(10):253-256

地热资源是清洁能源,其开发利用主要通过钻井工程来实现。地热资源量（水量）大小决定着开发利用的价值。实际中,因地层等条件的复杂和不确定性,导致地热井出水量和温度不能达到预期的目标。特别是在山区基岩缺水地区地热资源开发,由于水量和温度指标偏低,严重影响了清洁能源的开发利用。本文结合工程实例,首次在豫西基岩严重缺水地区通过压裂车和钻井泵分段水力压裂技术,使低产地热井出水量增加3倍,达到了预期的目的。为今后基岩地区地热和地下水资源开发利用增产提供了借鉴。  相似文献   

煤层气储层产水量的分类和成因分析     

谢诗章  许浩  汤达祯  高丽军 《煤田地质与勘探》2016,44(1):47

利用统计分析、数值模拟手段将煤层气储层按照日产水量的多少分为四种类型,即:日产水量在1 m3以下的为特低产水煤层气储层,日产水量在1~5 m3的为低产水煤层气储层,日产水量在5~20 m3的为中产水煤层气储层,日产水量在20 m3以上的为高产水煤层气储层。深入分析了煤层气储层高产水、低产水的成因,发现含水层富水性与构造条件以及压裂措施是煤层气储层高产水的主要控制因素,煤层气储层物性是煤层气储层低产水的主要控制因素,同时排采模式等也间接影响着煤层气储层的产水量。进一步给出了产气量不理想情况下的高产水、特低产水煤层气储层的开发建议。   相似文献   

气相压裂增透技术在煤巷掘进工作面中的应用     

苏恒  曹运兴  陈莲芳 《煤田地质与勘探》2016,44(5):49-52

针对高瓦斯低渗煤层煤巷掘进工作面瓦斯抽采钻孔施工量大、抽采周期长、抽采效率低等问题,提出了气相压裂增透瓦斯治理技术,介绍了气相压裂设备及技术原理,确定了工作面压裂施工方案,并对气相压裂后的预抽效果进行了考察分析。结果显示:气相压裂孔较普通钻孔抽采量提高了4倍,压裂影响区域内的预抽孔抽采量提高了2.4倍。实践证明,气相压裂技术适用于矿井高瓦斯松软低渗煤层的瓦斯抽采。   相似文献   

页岩油藏多段水平井压后关井阶段压力扩散数学模型研究     

赵振峰 《地质与勘探》2022,58(3):686-695

多段多簇水平井压裂技术作为页岩油藏的重要开发手段已经得到了广泛认同,压后关井能充分发挥渗吸的作用,提高单井压后产量,但目前压裂液渗吸作用区域一直是困扰油藏工程师的重要难题。本文以陇东页岩油藏多段压裂井为研究对象,基于物质平衡原理,利用渗流力学和岩石力学理论,建立了压裂施工过程中和压后关井过程中流体压力扩散数学模型,研究了压力扩散和压裂液波及体积随时间的变化关系。结果表明：压裂液波及体积随关井时间的增加逐渐增加,但增加的幅度会逐渐降低。储层渗透率越小,孔隙度越大,压裂施工时间越长,关井阶段井底压力越高,地层能量越高。该结果可为页岩油藏最佳关井时间的确定提供理论支持。  相似文献   

二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率技术进展与展望     

蒋恕  张凯  杜凤双  崔国栋 《地球科学》2023,(7):2733-2749

国内外碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已取得初步进展.通过系统调研及研究实践,总结了二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率的技术进展,并对下一阶段的研究趋势进行了展望.研究表明：二氧化碳提高油气采收率是目前CCUS的主流应用方向,并且CCUS项目主要应用于常规油气藏,每注入1 t二氧化碳可采出原油0.1～0.6 t.如何应对二氧化碳气窜是二氧化碳提高油气采收率面临的关键问题.下一阶段的研究主要围绕二氧化碳提高非常规油气藏的采收率,如何使注入的二氧化碳能够有效地进入页岩或煤层基质仍是该类油气藏提高采收率的研发重点方向.除了二氧化碳提高油气采收率之外,二氧化碳还可用于提高地热采收率,目前的研究主要围绕二氧化碳与水作为工质开发地热的效果对比,温度场、应力场、渗流场、化学场的耦合作用对二氧化碳开发地热过程的影响仍有待进一步的研究.在同一个油气藏中利用二氧化碳作为工作流体先后开展提高油气采收率、提高地热采收率和二氧化碳地质封存一体化可能成为CCUS的发展趋势.该研究对加速CCUS部署以及油气和地热的协同开发及实施双碳战略有重要意义.  相似文献   

川南泸州地区页岩气甜点地质工程一体化关键要素耦合关系及攻关方向     

姜振学  梁志凯  申颍浩  唐相路  吴伟  李卓  薛子鑫  石学文  郭婕 《地球科学》2023,(1):110-129

页岩气甜点地质工程一体化关键要素分析与评价是页岩气高效勘探开发的必要工作.从甜点优选、钻完井工程、压裂工艺等多方面对川南泸州地区开展研究,结合地质工程一体化研究思路,系统分析了工程要素与地质要素的耦合关系.结果表明：泸州地区地质条件复杂,水平最大主应力方向为NWW-SEE向,由西向东裂缝发育程度减少;天然裂缝方向与最大主应力方向和井轨迹有效匹配提高压裂改造体积,井轨迹方位与地应力夹角大于60°、与裂缝主方向夹角大于20°时,水平井压裂效果越好;通过加密分簇、提高排量、暂堵转向、提高加砂强度等技术优化,可保证深层页岩改造体积及缝网有效性.综上,利用工程与地质双因素耦合分析,开展深层井轨迹与甜点预测关系、深层裂缝体积改造与地应力关系、深层钻-完井工程与岩石力学关系技术攻关,能够有效推动地质工程一体化的动态运行,提高单井最大可采量和区块最大动用量.  相似文献   

南川页岩气地质工程一体化优化中的参数敏感性分析     

王惠君  卢双舫  乔露  张俊  陈方文  何希鹏  高玉巧  梅俊伟  任建华  王伟 《地球科学》2023,(1):267-278

地质工程一体化综合施策是页岩气降本增效、提高开发效益的重要途径,综合、定量是一体化优化决策研究的重要发展方向.但目前的定量优化更多针对单井进行,常以优化得到的单井最优的裂缝半长/水平井长作为井网部署的依据.在利用运筹学技术构建的单井和区块效益目标函数的基础上,以中国南方海相页岩气为例,对比分析了单井和区块优化结果对主要地质条件和工程参数变化的敏感性.结果表明,尽管随着压裂规模（裂缝半长）的增大,单井和区块的效益都呈现先增后减的趋势,但最优的裂缝半长明显不同.同时,随孔隙度、含气饱和度、压力系数、天然气价格、压裂成本、钻井成本的升高,优化所得的单井和区块的最优裂缝半长变化规律不同.这表明,单井优化的结果不能作为井网部署的依据,区块和单井得到的最优值并不一致,应该以区块地质工程整体一体化优化的结果来布井.这一认识对页岩气及其他非常规油气井网优化部署和效益开发有现实的指导意义.  相似文献   

水力裂缝穿越非连续面扩展时的断裂过程研究     

陈磊  张广清  张敏  曹庾杰  谌立吉 《岩土力学》2023,44(1):159-170

非连续面发育是非常规油气储层的显著地质特征之一,水力裂缝能否穿越非连续面扩展会关系到压裂的改造效果。为研究水力裂缝穿越非连续面扩展时断裂过程区（fracture process zone,简称FPZ）发育特征,采用自主设计的可视化压裂试验装置对含预制摩擦界面的砂岩平板试件开展水力压裂试验。基于数字图像相关法实时监测了水力裂缝正交穿越界面扩展过程中的位移及应变场特征。试验结果表明,水力裂缝穿越界面扩展之前,断裂过程区已经开始跨越界面发育;裂缝能否穿越界面扩展在FPZ的初始发育阶段已经注定,不受FPZ内应力软化过程影响。基于Renshaw-Pollard准则建立了考虑FPZ边界范围的裂缝穿越非连续面扩展准则,并通过前人及文中试验数据进行了可靠性验证。相比而言,改进准则更准确地考虑了裂缝前端线弹性断裂力学的适用范围。研究发现FPZ长宽比对裂缝穿越界面扩展准则有显著影响,相同条件下,FPZ长宽比越大,裂缝正交穿越界面扩展所需要的摩擦系数下限值越小。  相似文献   

彬长矿区“井上下”立体防治冲击地压新模式     

吴学明  马小辉  吕大钊  郑凯歌  王东杰 《煤田地质与勘探》2023,51(3):19-26

随着煤矿开采强度的不断增大,矿井逐渐向深部转移,冲击地压灾害日益严峻。而深部冲击地压矿井往往存在一层或多层坚硬厚岩层,这些坚硬顶板厚度较大,整体性强,突然断裂时会释放大量弹性能,易引发冲击地压事故,严重制约矿井安全生产。以陕西彬长矿区孟村矿为例,针对矿区内煤层埋藏深、普遍存在多种坚硬厚岩层的特殊情况,提出针对性治理措施：对顶板上方0～80 m范围内厚度超过10 m的坚硬厚岩层进行破断、弱化处理,对煤层上方0～30 m范围的低位岩层采取顶板深孔爆破预裂措施,对煤层上方30～60 m范围内的中位坚硬岩层采取顶板定向长钻孔水力压裂措施,对煤层60 m以上高位坚硬岩层采取地面水平井分段压裂措施;使高、中、低位顶板产生的裂缝在垂向上实现贯穿,将顶板“切割”成相对规则的“块状”结构,使上覆岩层应力由“硬传递”转化为“软传递”;并结合煤层大直径孔卸压、煤层爆破等煤层卸压措施,形成了区域与局部相结合、煤层与岩层全覆盖的“井上下”立体防治模式。工程实践证明：采用“井上下”立体防治模式后,工作面103 J以上微震事件降低88%,周期来压强度降低23%,来压持续时间缩短61%,防冲效果良好。该技术模式的成功...  相似文献