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题名基于压裂液自发吸入模型的页岩气压裂液滤失定量预测
被引量：2
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作者
王琳琳
蔺小博
冷静怡
周长静
马占国
肖元相
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机构
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
中国石油长庆油田公司油气工艺研究院
巴黎高科路桥学院
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期92-98,共7页
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文摘
非常规油气资源开发常使用水力压裂技术提高单井产量,然而压裂现场数据表明,大量压裂液会滞留在地层中导致压裂液的返排率较低,将对储层和地下水环境造成一定影响。为进一步研究压裂液滤失机理并准确预测压裂液滤失量,首先建立了由毛细管力作用引起的压裂液自发吸入模型,然后对压裂液滤失量进行定量计算,并在现场进行了验证。最后,引入无量纲吸入率参数分析了控制压裂液滤失的关键因素。研究结果表明:(1)页岩气水平井压裂施工中大约50%~95%的压裂液通过基质吸入,压裂液吸入量仅与吸入率参数、裂缝面积和吸收时间有关;(2)当润湿相黏度与非润湿相黏度之比超过阈值时,吸入率参数主要由岩石的孔径分布参数决定,流体黏度的影响非常有限;(3)当孔径分布参数介于0.5~0.7时,吸入率参数达到相对较高的值,即更多的压裂液被吸收到地层中;(4)当润湿相黏度与非润湿相黏度之比大于10,孔径分布参数小于0.8时,优化后的自吸模型具有较大的适用性;(5)由毛细管力机理引起的压裂液滤失量与实际储层观察到的滤失量相近,可认为页岩储层有足够的存储滤失液的能力,不会影响地下水层中的饮用水。结论认为,建立的压裂液自发吸入模型,能够准确预测页岩气水平井压裂液滤失量,为非常规油气的生产及环境保护提供了技术支撑。
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关键词
页岩气藏
毛细管力
滤失
自发吸入
吸入率参数
流体黏度
孔径分布参数
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Keywords
Shale gas reservoir
Capillary force
Leak-off
Spontaneous imbibition
Imbibition rate parameter
Fluid viscosity
Pore size distribution parameter
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分类号
TE377
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名渗透水化对饱和页岩吸水的影响
被引量：4
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作者
冷静怡
王琳琳
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机构
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
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出处
《石油科学通报》
2020年第4期560-566,共7页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目“不同含水条件页岩力学变形、损伤及破坏机理多尺度研究”(51809275)资助。
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文摘
现场统计资料显示,页岩储层压裂施工后大量压裂液无法返排至地面。这些压裂液在地层中的滞留问题引发了环保及生产相关的争议。一些学者怀疑这些含有化学添加剂的漏失液会迁移到地下水层污染地下水。同时由于页岩吸水膨胀,一些学者认为漏失液会引起近井地带渗透率降低从而使油气井生产一段时间后产能骤降。但也有现场研究表明这些漏失液在焖井一段时间后会引起气井初期产气量增加。为了清楚地解释这些问题,学者们注意到了页岩中一种独特的吸水机理——渗透水化。渗透水化作用导致页岩中的渗流过程除了受注入压差的影响,还会受到孔隙中水溶液的离子浓度的影响,使得原有的达西公式不再适用于页岩地层中。本研究通过对达西公式进行修正,建立了考虑渗透水化的饱和页岩吸水的数学模型,并给出了在常见初始、边界条件下的一维模型的解析解,得到了在页岩吸水过程中,其孔隙流体压力、浓度的变化。研究发现渗透水化的存在会对水压的变化产生影响,即两种吸水方式间存在耦合关系。也就是说,渗透水化除了通过浓度差引起页岩吸水,也会通过影响水压进而影响吸水。这两种吸水过程作用方向相反且在很大程度上相互抵消,故对总吸水量影响不大。此外,在页岩吸水的初期,吸水量的增长主要由水压传递引起;而在吸水后期,吸水量的变化主要由渗透水化导致。由于浓度扩散的速度远远低于压力传递的速度,渗透水化的存在会显著延长渗流平衡时间。
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关键词
页岩气井压裂
渗透水化
页岩吸水量
平衡时间
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Keywords
hydraulic fracturing in shale gas wells
osmotic effect
water uptake in shale
balance time
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分类号
TE311
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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