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不同渗透率储层超临界CO_(2)改造模拟研究
1
作者
孙景行
孙晓冬
+2 位作者
郭东明
李守定
赫建明
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024年第4期1334-1346,共13页
水力压裂是非常规能源开发中的一种高效储层改造方法,近年来超临界二氧化碳(S-CO_(2))被认为是一种很有前景的压裂液,相比于水基压裂液由于其具有更高的压裂能力而备受关注。但在基质渗透率(RMP)相对较高的储层岩石中,将超临界二氧化碳...
水力压裂是非常规能源开发中的一种高效储层改造方法,近年来超临界二氧化碳(S-CO_(2))被认为是一种很有前景的压裂液,相比于水基压裂液由于其具有更高的压裂能力而备受关注。但在基质渗透率(RMP)相对较高的储层岩石中,将超临界二氧化碳用于压裂会出现较高的滤失。本文通过离散裂缝网络(DFN)方法对考虑天然裂缝系统的不同储层进行了模拟,对用水压裂(WF)和用S-CO_(2)压裂(SCF)在不同岩石基质渗透率储层中的适用性及压裂能力进行了模拟研究。与常用的水基压裂液相比,在等同条件下S-CO_(2)的黏度和密度较低,更容易使储层岩石破裂并生成更为复杂的裂缝网络。但是在岩石基质渗透率相对较高的储层中,裂缝不断扩展会导致S-CO_(2)滤失量的不断加剧,严重影响裂缝流体压力的提升,并进一步影响到裂缝的扩展。数值模拟结果也呈现了压裂期间裂缝长度增长趋势出现近水平发展拐点,而这一现象恰恰反映流体滤失对裂缝扩展的影响。在这种情况下继续提高压裂液注入速度可以缩短压裂时间,从而有效降低滤失对压裂的影响。计算结果清楚地表明了岩石基质渗透率的重要性,这一结果可以直接用于S-CO_(2)压裂适用性及生产能力的理论指导。
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关键词
超临界二氧化碳
储层压裂
岩石基质渗透率
压裂液滤失
位移间断边界元方法
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职称材料
川南深层页岩水力压裂缝网扩展规律数值模拟研究
被引量：
8
2
作者
孙景行
曾波
+8 位作者
刘俊辰
宋毅
黄浩勇
姚志广
岳文翰
桂俊川
徐尔斯
张召彬
赫建明
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2022年第4期1193-1202,共10页
3500 m以深页岩气资源量占整个川南地区总资源量的比例高达86.5%,该区深层页岩气藏构造复杂,压裂形成复杂缝网的难度大,有必要通过数值模拟研究深层页岩气复杂缝网主控因素,对实现川南地区深层页岩气的效益开发具有重要意义。在对川南...
3500 m以深页岩气资源量占整个川南地区总资源量的比例高达86.5%,该区深层页岩气藏构造复杂,压裂形成复杂缝网的难度大,有必要通过数值模拟研究深层页岩气复杂缝网主控因素,对实现川南地区深层页岩气的效益开发具有重要意义。在对川南地区页岩气气田某井的岩芯进行细观尺度下的观察并构建二维裂缝模型的基础上,利用位移间断边界元法(DDM)模拟深层页岩水力压裂过程中水力裂缝与天然裂缝相互作用的物理力学过程,研究主应力、应力差和压裂液排量对裂缝扩展的影响。结果表明:在高应力差条件下缝网的复杂程度和总长度急剧降低,缝网的平均宽度增大,且平均宽度随排量增加而增大的能力变得有限。在高应力差条件下提升压裂液排量,缝网长度的增加以产生新生裂缝为主,同时提升排量对于激活天然裂缝有一定的提升作用,但是效果有限。相比于拉张裂缝,剪切裂缝的形成受主应力和压裂液排量的影响更显著,在高应力差条件下缝网中剪切裂缝的长度急剧降低。随着压裂液的注入,在较低应力差和相同压裂液注入量的情况下,低排量工况下的裂缝长度逐渐大于高排量工况下的裂缝长度。在应力差较高的情况下裂缝扩展的速率较低,同时会使提升排量而形成更多新生裂缝的能力变得有限。基于显微镜观察构建的裂缝模型计算出的结果能够较好地符合场地实际,为深层水力压裂设计和施工提供参考。
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关键词
位移间断边界元法
数值模拟
水力压裂
页岩储层
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职称材料
题名
不同渗透率储层超临界CO_(2)改造模拟研究
1
作者
孙景行
孙晓冬
郭东明
李守定
赫建明
机构
中国矿业大学(北京)
中国科学院地质与地球物理研究所
中煤科工开采研究院有限公司
出处
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024年第4期1334-1346,共13页
基金
国家自然科学基金项目(资助号:41877270,42090023)。
文摘
水力压裂是非常规能源开发中的一种高效储层改造方法,近年来超临界二氧化碳(S-CO_(2))被认为是一种很有前景的压裂液,相比于水基压裂液由于其具有更高的压裂能力而备受关注。但在基质渗透率(RMP)相对较高的储层岩石中,将超临界二氧化碳用于压裂会出现较高的滤失。本文通过离散裂缝网络(DFN)方法对考虑天然裂缝系统的不同储层进行了模拟,对用水压裂(WF)和用S-CO_(2)压裂(SCF)在不同岩石基质渗透率储层中的适用性及压裂能力进行了模拟研究。与常用的水基压裂液相比,在等同条件下S-CO_(2)的黏度和密度较低,更容易使储层岩石破裂并生成更为复杂的裂缝网络。但是在岩石基质渗透率相对较高的储层中,裂缝不断扩展会导致S-CO_(2)滤失量的不断加剧,严重影响裂缝流体压力的提升,并进一步影响到裂缝的扩展。数值模拟结果也呈现了压裂期间裂缝长度增长趋势出现近水平发展拐点,而这一现象恰恰反映流体滤失对裂缝扩展的影响。在这种情况下继续提高压裂液注入速度可以缩短压裂时间,从而有效降低滤失对压裂的影响。计算结果清楚地表明了岩石基质渗透率的重要性,这一结果可以直接用于S-CO_(2)压裂适用性及生产能力的理论指导。
关键词
超临界二氧化碳
储层压裂
岩石基质渗透率
压裂液滤失
位移间断边界元方法
Keywords
Supercritical CO_(2)
Reservoir fracturing
Rock matrix permeability
Fracturing fluid leak off
Displacement discontinuity method
分类号
TE37 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
川南深层页岩水力压裂缝网扩展规律数值模拟研究
被引量：
8
2
作者
孙景行
曾波
刘俊辰
宋毅
黄浩勇
姚志广
岳文翰
桂俊川
徐尔斯
张召彬
赫建明
机构
中国矿业大学(北京)
中国石油西南油气田分公司页岩气研究院
中国科学院地质与地球物理研究所
出处
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2022年第4期1193-1202,共10页
基金
中国石油天然气集团有限公司重大现场试验项目“深层页岩气有效开采关键技术攻关与试验-深层页岩气体积压裂技术现场试验”(资助号:2019F-31)
中国石油天然气股份有限公司重大专项“西南页岩气体积改造技术提升攻关与现场试验”(资助号:2021CGCGZ005)。
文摘
3500 m以深页岩气资源量占整个川南地区总资源量的比例高达86.5%,该区深层页岩气藏构造复杂,压裂形成复杂缝网的难度大,有必要通过数值模拟研究深层页岩气复杂缝网主控因素,对实现川南地区深层页岩气的效益开发具有重要意义。在对川南地区页岩气气田某井的岩芯进行细观尺度下的观察并构建二维裂缝模型的基础上,利用位移间断边界元法(DDM)模拟深层页岩水力压裂过程中水力裂缝与天然裂缝相互作用的物理力学过程,研究主应力、应力差和压裂液排量对裂缝扩展的影响。结果表明:在高应力差条件下缝网的复杂程度和总长度急剧降低,缝网的平均宽度增大,且平均宽度随排量增加而增大的能力变得有限。在高应力差条件下提升压裂液排量,缝网长度的增加以产生新生裂缝为主,同时提升排量对于激活天然裂缝有一定的提升作用,但是效果有限。相比于拉张裂缝,剪切裂缝的形成受主应力和压裂液排量的影响更显著,在高应力差条件下缝网中剪切裂缝的长度急剧降低。随着压裂液的注入,在较低应力差和相同压裂液注入量的情况下,低排量工况下的裂缝长度逐渐大于高排量工况下的裂缝长度。在应力差较高的情况下裂缝扩展的速率较低,同时会使提升排量而形成更多新生裂缝的能力变得有限。基于显微镜观察构建的裂缝模型计算出的结果能够较好地符合场地实际,为深层水力压裂设计和施工提供参考。
关键词
位移间断边界元法
数值模拟
水力压裂
页岩储层
Keywords
Displacement discontinuity method
Numerical simulation
Hydraulic fracturing
Shale reservoir
分类号
P642.3 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不同渗透率储层超临界CO_(2)改造模拟研究
孙景行
孙晓冬
郭东明
李守定
赫建明
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
川南深层页岩水力压裂缝网扩展规律数值模拟研究
孙景行
曾波
刘俊辰
宋毅
黄浩勇
姚志广
岳文翰
桂俊川
徐尔斯
张召彬
赫建明
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2022
8
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