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准噶尔盆地非常规储层水力压裂监测技术进展
1
作者 张士诚 李建民 +5 位作者 许江文 谢勃勃 王明星 吕振虎 李嘉成 杨鹏 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期70-84,共15页
准噶尔盆地非常规油气资源丰富,勘探开发潜力巨大,但水力压裂开发过程中面临着储层改造体积有限、油气采出程度低和开发成本高等挑战,亟需明确地下储层水力裂缝展布形态,解决水力压裂优化设计难题。为此,在系统总结北美非常规储层水力... 准噶尔盆地非常规油气资源丰富,勘探开发潜力巨大,但水力压裂开发过程中面临着储层改造体积有限、油气采出程度低和开发成本高等挑战,亟需明确地下储层水力裂缝展布形态,解决水力压裂优化设计难题。为此,在系统总结北美非常规储层水力压裂监测试验关键认识的基础上,聚焦玛湖凹陷致密砾岩油藏和吉木萨尔凹陷页岩油藏开展的水力压裂现场监测试验,系统梳理井下鹰眼监测、DAS管外光纤监测和大斜度取心试验的结果,揭示了非常规油气储层增产改造机制,为国内非常规储层压裂优化设计和裂缝监测解释提供了依据。研究结果表明:①储层非均质性增强导致水平井段内各簇孔眼冲蚀程度差异更加明显,多簇裂缝扩展形态非均衡程度更强;②提升排量能够有效促进多簇裂缝均匀改造,而差异化布孔和段内暂堵压裂不能完全解决多裂缝非均衡扩展问题;③玛湖砾岩井下取心结果显示水力裂缝空间分布不均匀,人工裂缝数量远大于射孔簇数;④储层中穿砾裂缝数量是绕砾裂缝的2倍左右,两类水力裂缝均以高角度为主,裂缝走向与最大水平主应力方向一致;⑤支撑剂在水平方向上主要集中在10~23 m内,垂向上主要集中在20~25 m范围内;⑥砾石颗粒越大、砾石排列方向与裂缝扩展方向夹角越大,水力裂缝越容易穿过砾石。结论认为:压裂结束后段簇间的产液贡献能力存在动态变化,储层综合品质、压裂改造程度与压后产能的联系仍需进一步研究;现场系统监测结果对完善非常规油气藏压裂优化设计、推动水力压裂技术发展具有重要意义,技术体系还需整体谋划和系统推进水力压裂试验场研究。 展开更多
关键词 准噶尔盆地 玛湖砾岩油藏 吉木萨尔页岩油 水力压裂现场监测试验 井下鹰眼监测 分布式光纤监测 大斜度井取心试验
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高温碳酸盐岩储层酸压固态延迟酸在裂缝中作用规律数值模拟
2
作者 罗攀登 张士诚 +3 位作者 张雄 牟建业 郑海钱 卢盼盼 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2025年第2期79-88,共10页
酸压是低渗透碳酸盐岩储层增产改造的主要方式。在高温碳酸盐岩储层中常规酸作用距离短,常使用自生酸提高酸液作用距离,自生酸中的固态延迟酸在油田使用较广,但考虑温度影响固态延迟酸作用规律的模拟与研究较少。针对该问题,首先建立固... 酸压是低渗透碳酸盐岩储层增产改造的主要方式。在高温碳酸盐岩储层中常规酸作用距离短,常使用自生酸提高酸液作用距离,自生酸中的固态延迟酸在油田使用较广,但考虑温度影响固态延迟酸作用规律的模拟与研究较少。针对该问题,首先建立固态延迟酸生酸模型;其次,通过物质守恒、能量守恒、动量守恒及酸岩反应动力学原理,构建酸压中固态延迟酸作用模型;最后,采用数值求解方法,编制程序进行模拟计算。结果表明:固态延迟酸在无反应条件下生酸浓度可达到纯HCl的11.4%(质量分数),在裂缝中流动、反应条件下,生酸浓度约为纯HCl的6%(质量分数);在近井地带(距井40m)滤失降温作用导致酸蚀缝宽变化明显;中深部裂缝,有无考虑酸岩反应生热使得酸液温度相差最高40℃;相较于交联酸,固态延迟酸具有缓慢释放、增加活酸作用距离的优势;在典型施工条件组合下,预测固态延迟酸作用距离可达140~180m。研究成果可为高温碳酸盐岩储层酸压中固态延迟酸的应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 固态延迟酸 生酸规律 裂缝温度场 建模 酸压 活酸作用距离 碳酸盐岩储层
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基于机械比能聚类分析的深层煤岩水平段岩性判识方法
3
作者 熊冬 王翔 +6 位作者 马新仿 张士诚 王雷 张遂安 郭天魁 刘美娟 贺甲元 《天然气工业》 北大核心 2025年第2期114-124,共11页
中国2000 m以深的深层煤岩气地质条件复杂,钻井易垮塌,导致水平井随钻地质导向工具难以使用,而基于岩屑分析钻遇岩性基本依赖经验且存在滞后性,水平井钻探过程中钻头易偏离优质煤岩储层。为此,考虑摩阻与水力能量影响对井口钻井参数进... 中国2000 m以深的深层煤岩气地质条件复杂,钻井易垮塌,导致水平井随钻地质导向工具难以使用,而基于岩屑分析钻遇岩性基本依赖经验且存在滞后性,水平井钻探过程中钻头易偏离优质煤岩储层。为此,考虑摩阻与水力能量影响对井口钻井参数进行了修正,得到井底钻头破岩参数与机械比能,然后结合导眼井测井岩性解释成果确定不同岩性地层中井底钻头破岩参数与机械比能范围,最后基于灰色聚类分析理论,形成了基于机械比能聚类分析的深层煤岩水平段岩性判识方法。研究结果表明:①不同岩性的钻井参数与机械比能具有明显的区分度,煤岩中钻进时具有高钻速、低钻时、低转速、低机械比能的特征;②选取扭矩、钻时与机械比能作为钻头在顶板石灰岩、煤岩与底板泥岩中钻进的岩性判识聚类指标,采用熵权法确定聚类指标权重,误判的深度位置数量仅占整个导眼井数据的5.63%;③X井钻遇石灰岩段总长度约125 m,判识结果与实际结果相差5 m,误差为4%,Y井水平段全部钻遇煤岩,2口井的判识结果与实际岩屑分析结果相符合。结论认为,基于机械比能聚类分析的深层煤岩水平段岩性判识方法具有需求数据量小、计算过程简单、速度快的特点,可以满足深层煤岩钻井实时、快速钻遇地层岩性判识的需求,有助于煤岩气水平井段钻遇率的提高,对煤岩气规模效益开发具有重要现实意义。 展开更多
关键词 深部煤层(岩)气 机械比能 钻井工程 水平井 灰色理论 聚类分析 岩性判识
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页岩凝析气藏反凝析及油气流动特征
4
作者 乔润伟 张士诚 +3 位作者 王金伟 王飞 李凤霞 李宁 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第2期617-629,共13页
四川盆地复兴地区下侏罗统自流井组东岳庙段页岩凝析气藏压裂后开发时出现反凝析现象和严重水锁伤害。为定量研究页岩凝析气藏压裂后开发凝析气反凝析特征及油、气、水三相共存和共渗特征,进行了考虑压裂液滞留的页岩岩心反凝析实验,用... 四川盆地复兴地区下侏罗统自流井组东岳庙段页岩凝析气藏压裂后开发时出现反凝析现象和严重水锁伤害。为定量研究页岩凝析气藏压裂后开发凝析气反凝析特征及油、气、水三相共存和共渗特征,进行了考虑压裂液滞留的页岩岩心反凝析实验,用氮气作为对照组排除页岩应力敏感性对实验结果的干扰。通过气测渗透率和采出油、气组分测试,评价了岩心反凝析伤害和采出油、气组成变化特征。开展岩心尺度反凝析特征模拟,定性、定量分析岩心内油、气、水三相赋存及渗流特征。研究结果表明:①无压裂液时反凝析伤害使气相有效渗透率下降40%,有压裂液时反凝析伤害使气相有效渗透率下降30%。水相优先占据小孔喉,削弱油相占据小孔喉的能力,导致凝析油临界可流动饱和度降低。②反凝析过程中重质组分滞留在岩心中,部分C_(2)—C_(10)烃类中间质组分因反凝析作用进入油相。随着压降过程再次“溶解”到凝析气中。③岩心内发生反凝析后,凝析油不是无限堆积而是很快突破至临界可流动饱和度。凝析气单相渗流区域较小,油、气共渗区域较大。 展开更多
关键词 反凝析伤害 水锁伤害 三相渗流 岩心反凝析实验 凝析气藏 页岩气藏
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基于VOF方法的多级交替注入酸化压裂指进模拟
5
作者 高步栋 牟建业 +3 位作者 张士诚 马新仿 卢盼盼 王雷 《石油科学通报》 2025年第3期540-552,共13页
致密碳酸盐岩储层常采用多级交替注入酸压技术来增加裂缝面差异刻蚀和提高酸蚀裂缝导流能力。通过数值模拟可优化多级交替注入施工参数,从而提高酸压改造效果,对压后增产及稳产具有重要作用。但目前关于多级交替注入酸压的数值模拟常忽... 致密碳酸盐岩储层常采用多级交替注入酸压技术来增加裂缝面差异刻蚀和提高酸蚀裂缝导流能力。通过数值模拟可优化多级交替注入施工参数,从而提高酸压改造效果,对压后增产及稳产具有重要作用。但目前关于多级交替注入酸压的数值模拟常忽略酸岩反应或采用等效粘度方法开展研究,模拟结果与实际情况仍存在较大偏差。针对该问题,本文基于流体体积法(VOF)建立了考虑流体界面追踪和酸岩反应的多级交替注入酸压数学模型。采用有限差分法对数学模型进行离散,得到数值模型,并通过编程求解。通过将本模型模拟结果与实验结果以及解析解进行对比,验证了模型在模拟粘性指进及酸液刻蚀方面的准确性。在此基础上,利用该模型开展了多级交替注入酸压模拟,分析了不同交替注入级数下的酸液流动反应规律、粘性指进特征及刻蚀缝宽变化规律。同时,综合考虑酸液作用距离、指进数量及其覆盖面积,提出粘性指进系数,评价了多级交替注入酸压的差异刻蚀效果。研究结果表明,在典型缝宽及交替注入条件下,低粘酸液在粘度差作用下在裂缝中逐渐形成优势通道,即指进现象。随着注入级数增加,相邻的指进分支之间竞争发育,指进合并。酸液有效作用距离随着交替注入级数增加而增加。存在某一临界注入级数,当注入级数大于该级数后,酸液作用距离增加速度变缓。此时,增加级数只能使指进区域内刻蚀增加。因此,对于给定的裂缝条件和酸液体系,存在一个较优的注入级数范围,使得裂缝差异刻蚀和酸液作用距离同时达到较佳效果。本文模型可为多级交替注入酸压提供优化模拟工具,模拟结果可为现场施工方案设计提供理论依据。 展开更多
关键词 多级交替注入 酸压 VOF 界面追踪 粘性指进 酸液作用距离 数值模拟
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二氧化碳在致密储层基质中的作用距离研究 被引量：2
6
作者 牟建业 闫骁伦 +3 位作者 张士诚 石磊 黎东 马新仿 《新疆石油天然气》 CAS 2024年第3期64-71,共8页
致密油衰竭开采过程中压力、产量下降较快,补充地层能量是提高原油采收率的必要措施。CO_(2)是常用补能介质之一(CO_(2)吞吐、前置蓄能),CO_(2)增产效果与其在储层中的作用距离息息相关,针对该问题从实验和数值模拟两方面开展了CO_(2)... 致密油衰竭开采过程中压力、产量下降较快,补充地层能量是提高原油采收率的必要措施。CO_(2)是常用补能介质之一(CO_(2)吞吐、前置蓄能),CO_(2)增产效果与其在储层中的作用距离息息相关,针对该问题从实验和数值模拟两方面开展了CO_(2)在致密储层基质中的作用距离研究。CO_(2)传质包括对流和扩散两种方式,首先采用高温高压反应釜和致密储层岩心进行CO_(2)扩散实验,结合Fick径向扩散模型,测得了CO_(2)在致密岩心中的扩散系数;然后采用CMG软件进行CO_(2)对流、扩散建模,基于模型进行广泛的数值模拟,分析渗透率、扩散系数、驱替时间对CO_(2)作用距离的影响。研究表明,扩散系数与渗透率有关,在目标储层岩心渗透率级别下,扩散系数在10^(-10)~10^(-8)m^(2)/s范围;CO_(2)作用距离取决于对流和扩散作用,扩散作用对CO_(2)作用距离影响明显,渗透率越低,扩散作用影响越明显,渗透率越高,对流作用越主导;渗透率是CO_(2)在基质中作用距离的决定性因素;CO_(2)在致密储层基质中的作用距离较小,60d的作用距离不到10m。 展开更多
关键词 致密储层 CO_(2)驱油 作用距离 扩散系数 提高采收率 数值模拟
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复兴地区高含黏土页岩凝析气藏渗吸排驱及液体渗流特征研究 被引量：3
7
作者 乔润伟 张士诚 +2 位作者 李凤霞 王飞 李宁 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期96-106,共11页
复兴地区凉高山组为高含黏土页岩凝析气藏,体积压裂改造后闷井和返排期间易出现反凝析和液锁现象,影响开采效果。为准确了解高含黏土页岩凝析气藏的渗吸排驱和液体渗流特征,优化闷井转排驱时机,选取储层岩心,开展了气水渗吸排驱试验和... 复兴地区凉高山组为高含黏土页岩凝析气藏,体积压裂改造后闷井和返排期间易出现反凝析和液锁现象,影响开采效果。为准确了解高含黏土页岩凝析气藏的渗吸排驱和液体渗流特征,优化闷井转排驱时机,选取储层岩心,开展了气水渗吸排驱试验和三相渗吸排驱试验,采用核磁共振、恒压驱替相结合的方式,量化了渗吸排驱过程中压裂液的水锁伤害特征及凝析油的可流动特征;建立了液锁伤害表征方法,并模拟了矿场尺度闷井过程中的水锁特征。研究结果表明:该页岩储层压裂渗吸阶段岩心的渗吸采收率在50.22%~57.14%;渗吸液矿化度越低,返排率越低,水锁伤害率越高;油锁伤害率低于水锁伤害率;存在束缚水时,凝析油的临界可流动饱和度约可降低20%;若以闷井后解除近裂缝水锁伤害为目标,闷井时间以20~30 d为宜。研究结果为复兴地区高含黏土页岩凝析气藏高效开发提供了理论依据。 展开更多
关键词 黏土 页岩 凝析气藏 渗吸 压裂液 液体渗流特征 闷井时间 复兴地区
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复杂岩性碳酸盐岩裂缝型储层酸化压裂数值模拟 被引量：2
8
作者 夏熙 牟建业 +1 位作者 张士诚 卢盼盼 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第6期80-89,共10页
鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组碳酸盐岩储层岩性复杂,不同矿物成分的酸岩反应速率差异造成的非均匀溶蚀直接影响酸压效果。综合考虑多种矿物的酸岩反应,建立复杂岩性储层酸压模型,模拟分析了矿物含量、矿物分布、天然裂缝及储层温度... 鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组碳酸盐岩储层岩性复杂,不同矿物成分的酸岩反应速率差异造成的非均匀溶蚀直接影响酸压效果。综合考虑多种矿物的酸岩反应,建立复杂岩性储层酸压模型,模拟分析了矿物含量、矿物分布、天然裂缝及储层温度等因素对酸压效果的影响。结果表明:由纯灰岩至复杂岩性储层,随着灰岩比例的减少,酸作用距离增加了23 m;岩矿分布对酸蚀缝长有较小影响,当酸液沿着矿物分布方向流动时酸作用距离最大;天然裂缝的发育加剧了酸液的滤失,裂缝密度相差0.2条/m时,酸作用距离减小约20 m;复杂岩性储层中温度影响最大,从60℃升至120℃时,白云岩酸岩反应速率接近灰岩,酸作用距离减小约72 m。研究成果为复杂岩性碳酸盐岩储层酸压改造提供了新方法,丰富了碳酸盐岩储层改造理论。 展开更多
关键词 酸压数值模拟 复杂岩性 碳酸盐岩 矿物含量 矿物分布 天然裂缝 温度 酸液作用距离 马家沟组
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高含黏土页岩气储层闷井返排数值模拟 被引量：1
9
作者 乔润伟 张士诚 +2 位作者 王飞 李凤霞 李宁 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期82-93,共12页
建立了高含黏土页岩气储层水力压裂后闷井返排数学模型,基于复兴地区侏罗系东岳庙段高含黏土页岩凝析气藏生产数据验证了模型准确性。考虑黏土水化膨胀的影响,模拟了压后闷井及返排阶段的液体分布、有效孔隙度减小量及渗透率的水化伤害... 建立了高含黏土页岩气储层水力压裂后闷井返排数学模型,基于复兴地区侏罗系东岳庙段高含黏土页岩凝析气藏生产数据验证了模型准确性。考虑黏土水化膨胀的影响,模拟了压后闷井及返排阶段的液体分布、有效孔隙度减小量及渗透率的水化伤害程度。结果表明:页岩基质内压裂液水化伤害程度随闷井时间增加而增强,闷井100 d时因黏土水化膨胀而导致储层有效孔隙度减小幅度为7.0%~17.6%,渗透率的水化伤害程度为13~31%。返排过程中黏土水化伤害程度小于3.2%,对比不考虑黏土水化膨胀伤害,预测初期产气量减少11.8%。 展开更多
关键词 复兴地区 黏土矿物 页岩气储层 闷井时间 渗吸
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大牛地气田复杂岩性储层酸蚀裂缝导流能力规律研究 被引量：1
10
作者 夏熙 牟建业 +1 位作者 张士诚 李月丽 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1083-1089,共7页
大牛地马家沟组碳酸盐岩储层灰岩、白云岩和含膏云岩较为发育,矿物的酸岩反应速率不同,而目前复杂岩性储层导流能力研究较少,导流能力规律不明确。文中结合储层多种矿物特点,进行了矿物成分测试和酸蚀裂缝导流能力测试,研究了不同酸蚀... 大牛地马家沟组碳酸盐岩储层灰岩、白云岩和含膏云岩较为发育,矿物的酸岩反应速率不同,而目前复杂岩性储层导流能力研究较少,导流能力规律不明确。文中结合储层多种矿物特点,进行了矿物成分测试和酸蚀裂缝导流能力测试,研究了不同酸蚀时间和闭合应力对导流能力的影响,建立了适合马家沟储层的酸蚀裂缝导流能力模型。结果表明:含膏云岩在低闭合应力下导流能力比白云岩低,但在高闭合应力下与白云岩相当;在闭合应力一定时,酸蚀时间越长,岩样表面越粗糙,导流能力增长越明显。基于导流能力模型,模拟研究了不同排量和注入方式下的导流能力变化规律,将酸蚀时间和泵注方式应用到现场井,产量提升了40%。该研究成果对大牛地马家沟储层酸压改造工艺设计提供了依据和借鉴。 展开更多
关键词 马家沟组 含膏云岩 酸蚀时间 酸蚀裂缝导流能力 导流能力模型
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玛湖非均质砂砾岩储层酸岩反应数值模拟及工程设计建议 被引量：1
11
作者 贾文婷 牟建业 +3 位作者 王贵富 张士诚 马新仿 王雷 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第3期108-114,共7页
致密砂砾岩油藏水平井分段射孔压裂过程中,地层破裂压力高、压开难度大,借助酸液预处理工艺降低泵压又出现泡酸耗时长的问题,显著降低了压裂时效。通过明确不同酸处理参数条件下的矿物溶蚀规律有助于酸处理方案优选,从而有效降低地层破... 致密砂砾岩油藏水平井分段射孔压裂过程中,地层破裂压力高、压开难度大,借助酸液预处理工艺降低泵压又出现泡酸耗时长的问题,显著降低了压裂时效。通过明确不同酸处理参数条件下的矿物溶蚀规律有助于酸处理方案优选,从而有效降低地层破裂压力。基于半变差函数模型和向量差积法,建立了考虑玛湖非均质储层矿物组分特征的酸化模型,量化分析酸液预处理过程中的矿物溶蚀程度及规律。研究表明,玛湖油藏长石含量较高,碳酸盐岩含量较低,土酸具有更好的溶蚀效果,以及通过土酸在现场的成功应用充分证明了其降低玛湖储层破裂压力的可行性;随着酸浓度的降低,酸蚀作用减弱,不利于降低破裂压力;酸岩作用时间存在拐点,单纯地增加泡酸时间并不能提升酸处理效果。建议现场通过合理优选酸液体系、适当增加用酸浓度等方法,提高酸液预处理效率。文章研究成果对玛湖现场酸液预处理方案制定具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 致密砂砾岩油藏 酸液预处理 射孔完井 数值模拟 工程设计
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页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂裂缝扩展规律 被引量：5
12
作者 邹雨时 李彦超 +3 位作者 杨灿 张士诚 马新仿 邹龙庆 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期624-634,共11页
采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提... 采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提高封堵压力并促进裂缝多期性转向,添加纤维的组合可快速憋压至超高,但易产生沿着井筒扩展的纵向缝;暂堵峰值压力随暂堵剂浓度的增加而提升,但暂堵剂浓度达到一定值后,进一步增加暂堵剂浓度并不能显著提高暂堵峰值压力;岩样破裂压力和暂堵峰值压力随单簇射孔数增加呈下降趋势,较少的单簇射孔数有利于提高破裂压力及暂堵峰值压力,对多簇裂缝扩展的控制作用更显著;较少的簇数不利于人工裂缝总数及复杂程度的提升,较多的簇数难以实现有效封堵。缝内暂堵时暂堵剂主要分布在复杂裂缝区域,特别是多裂缝相交处,而段内暂堵时暂堵剂优先分布于形成复杂缝的射孔簇孔眼附近。 展开更多
关键词 页岩 暂堵转向压裂 多簇喷砂射孔 暂堵剂分布 裂缝扩展规律
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基于地质工程一体化的海上低渗油田压裂实践与认识——以珠江口盆地陆丰凹陷为例 被引量：1
13
作者 罗迪 李黎 +5 位作者 马逢源 谢明英 冯沙沙 文恒 高阳 张士诚 《中国石油勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期104-117,共14页
珠江口盆地作为中国海上低渗油气的重要成藏区,低渗油气资源量巨大。陆丰凹陷L44油田是南海东部首个整装压裂开发的低渗油田,为提升开发效益,采用压裂等储层改造方式,但压裂后存在改造规模未达预期、裂缝起裂机理认识不清等问题。建立... 珠江口盆地作为中国海上低渗油气的重要成藏区,低渗油气资源量巨大。陆丰凹陷L44油田是南海东部首个整装压裂开发的低渗油田,为提升开发效益,采用压裂等储层改造方式,但压裂后存在改造规模未达预期、裂缝起裂机理认识不清等问题。建立了一种基于地震解释、测井、地质相结合的海上低渗油田地质工程一体化建模方法,使裂缝扩展延伸更加准确。对研究区开展了三维地质力学建模和地质工程双甜点优选,提出了适用于海上低渗油田压裂设计的储层射孔段长度上限,对C3井重新进行了压裂方案设计和产能模拟,经二次压裂投产后产量水平与设计预期基本相符。研究结果表明:(1)低排量条件下,射孔段长度由4m增至16m,单段裂缝长度平均减少30m,前5年单井累计产能减小88%;(2)射孔段长度的增大对改造规模起到抑制作用,射孔段长度大于6m时,改造范围大幅减小,射孔段长度小于6m时,改造范围减小幅度不大,最优射孔段长度不应大于6m;(3)射孔段长度小于6m时,施工排量每提升1m^(3)/min,储层改造体积平均增幅为10.97%,提高施工排量可实现进一步增大压裂改造体积的目标。建立的海上低渗油田地质工程一体化建模方法为南海东部低渗油田的开发方案和压裂方案设计提供了全新认识,有利于提升油田开发效益。 展开更多
关键词 地质工程一体化 低渗油田 裂缝扩展 压裂参数优化 陆丰凹陷
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页岩油体积压裂后合理焖井时间模拟研究 被引量：1
14
作者 廖凯 张士诚 谢勃勃 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第5期749-755,共7页
针对页岩油藏压裂开发过程中,焖井效果井间差异大、焖井有效性和时效性不明确等问题,建立了考虑裂缝闭合、油水渗吸置换以及压裂液滞留多效应协同的压裂—焖井—生产一体化数值模型,并验证了模型的可靠性,探究了页岩油井压后焖井期间地... 针对页岩油藏压裂开发过程中,焖井效果井间差异大、焖井有效性和时效性不明确等问题,建立了考虑裂缝闭合、油水渗吸置换以及压裂液滞留多效应协同的压裂—焖井—生产一体化数值模型,并验证了模型的可靠性,探究了页岩油井压后焖井期间地层油水运移规律以及合理焖井时间。研究结果表明:①焖井期间地层油水运移特征在时间上呈现阶段性变化,依次可分为裂缝闭合、渗吸置换和能量平衡3个主控阶段,同时也在空间上与水力裂缝的复杂程度密切相关;②在毛管渗吸作用下,适当延长焖井时间有利于压裂井初期见产,但压裂液在基质中的滞留量增多也会加剧油相相渗伤害,结合累增油量变化规律,明确了合理焖井时间宜在30~45 d;③考虑真实工况对焖井作用的影响,提出了以“压裂+焖井时间”作为焖井优化的指标,提高时间效益的同时可以减少井间差异。研究提出了体积压裂水平井焖井作用评价方法和模拟流程,其结果对页岩油压裂后合理焖井时间优化具有指导作用。 展开更多
关键词 页岩油 体积压裂 合理焖井时间 裂缝闭合 渗吸置换 数值模拟
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冲击压裂技术促进页岩油储层缝高扩展的可行性
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作者 张啸寰 张士诚 +3 位作者 邹雨时 石善志 李建民 王俊超 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期105-113,共9页
应用吉木萨尔芦草沟组储集层露头制备层状试样开展水平井压裂物理模拟试验。通过恒速注入和快速释放累积高压获得2种增压状态,分别对应于常规和压力冲击条件。结果表明:恒速注入条件下露头破裂压力小于15 MPa,倾向于形成近井筒纹层缝,... 应用吉木萨尔芦草沟组储集层露头制备层状试样开展水平井压裂物理模拟试验。通过恒速注入和快速释放累积高压获得2种增压状态,分别对应于常规和压力冲击条件。结果表明:恒速注入条件下露头破裂压力小于15 MPa,倾向于形成近井筒纹层缝,裂缝高度受限;在压力冲击条件下,井底压力远超岩石常规破裂压力,所形成裂缝高度大幅提高;冲击压力对裂缝高度影响显著,冲击压力32 MPa条件下裂缝平均高度较恒速注入压裂增长41.2%,冲击压力55 MPa条件下裂缝高度较恒速注入压裂增长1.28倍;冲击次数的提高一定程度上可增加裂缝高度,3次冲击压裂较1次冲击压裂裂缝高度增长50%。 展开更多
关键词 页岩油 冲击压裂 裂缝高度 密集纹层 储层改造
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页岩油水平井多段压裂裂缝高度扩展试验 被引量：31
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作者 张士诚 李四海 +5 位作者 邹雨时 李建民 马新仿 张啸寰 王卓飞 吴珊 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期77-86,共10页
针对吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层压裂垂向改造程度低的问题,基于真三轴水力压裂模拟试验研究CO_(2)与胍胶复合压裂相比于常规水基和超临界CO_(2)压裂缝高扩展的优势。创新性建立一套针对天然页岩的水平井多段压裂模拟试验方法,并通... 针对吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层压裂垂向改造程度低的问题,基于真三轴水力压裂模拟试验研究CO_(2)与胍胶复合压裂相比于常规水基和超临界CO_(2)压裂缝高扩展的优势。创新性建立一套针对天然页岩的水平井多段压裂模拟试验方法,并通过试样剖分、CT扫描和声发射监测等方法综合确定多段压裂裂缝形态和破裂机制。结果表明低黏度滑溜水和超临界CO_(2)压裂缝高受限,且超临界CO_(2)压裂缝高受限更严重;高黏度胍胶向层理中滤失较弱,可提高裂缝垂向扩展程度,但开启的层理较少;CO_(2)-胍胶复合压裂时胍胶的隔离作用可有效降低CO_(2)的滤失,从而促使CO_(2)突破层理对裂缝高度的限制,同时CO_(2)的高压缩性在破裂瞬间释放大量弹性能,促使层理和天然裂缝发生剪切破裂,从而形成复杂裂缝网络;提高注入排量,破裂压力升高10.1%,剪切事件比例升高4.2%,CO_(2)-胍胶复合压裂形成的裂缝更复杂。进而提出并论证一种适合于层理性页岩储层的CO_(2)-胍胶复合压裂新方法,即先采用高黏度胍胶压裂液启缝,在近井区域突破层理,然后大排量注入CO_(2)进一步提高储层压裂改造体积。 展开更多
关键词 吉木萨尔 页岩油 水平井 多段压裂 CO_(2)-胍胶复合压裂 缝高扩展
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天然气对清洁压裂液的破胶实验 被引量：19
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作者 张士诚 庄照锋 +2 位作者 李荆 赵贤 王琴 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期85-87,共3页
黏弹性表面活性剂(VES)清洁压裂液由于低伤害等特点已广泛应用于压裂与防砂等作业。原油和地层水对VES破胶机理与实验研究已相当充分,但天然气对VES的破胶作用至今无公开的实验数据,影响了清洁压裂液在气井改造中的推广应用。为此设计... 黏弹性表面活性剂(VES)清洁压裂液由于低伤害等特点已广泛应用于压裂与防砂等作业。原油和地层水对VES破胶机理与实验研究已相当充分,但天然气对VES的破胶作用至今无公开的实验数据,影响了清洁压裂液在气井改造中的推广应用。为此设计了一套实验流程,通过流变仪测量VES内充入天然气后的黏度变化,评价了天然气和套管伴生气对3种VES压裂液的影响。实验证明,不同类型的VES被天然气降黏幅度存在较大差别,降黏幅度随天然气的压力升高而提高,随天然气中C2以上成分含量的提高而增高。实验评价的阳离子型和两性离子型的VES可在低压下大幅度被天然气降黏,而阴离子型降黏需要较高压力。二氧化碳对降黏阴离子型的VES有一定影响,而对阳离子型和两性离子型的VES没有影响。被天然气降黏后的VES经过真空脱气后,黏度不能恢复,说明真空条件不能破坏天然气与VES的胶束结构,经天然气破胶的VES重复利用还存在技术困难。 展开更多
关键词 压裂液 破胶 黏度 天然气 二氧化碳 实验
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页岩气压裂数值模型分析 被引量：51
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作者 张士诚 牟松茹 崔勇 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期81-84,129-130,共4页
水力压裂和水平井开采是页岩气开发的主要技术,在我国尚处在工业试验阶段,存在很多技术瓶颈。在总结分析了页岩气压裂的特点基础上,探讨了网状裂缝形成的主控因素及裂缝扩展模型、产能预测模型的类型以及优缺点。结果认为,特殊的赋存生... 水力压裂和水平井开采是页岩气开发的主要技术,在我国尚处在工业试验阶段,存在很多技术瓶颈。在总结分析了页岩气压裂的特点基础上,探讨了网状裂缝形成的主控因素及裂缝扩展模型、产能预测模型的类型以及优缺点。结果认为,特殊的赋存生产机理、复杂的裂缝形态和多尺度的渗流模式是页岩气压裂的主要特点,其目的是形成网状裂缝,扩大储层改造体积;网状裂缝的形成主要受天然裂缝与人工裂缝的夹角、水平主应力差和岩石的脆性等因素的控制。页岩气压裂产能预测模型面临的主要问题是裂缝形态的模拟和气体流态的描述,主要有非常规裂缝模型、离散裂缝模型和双重介质模型等,这些模型和方法在一定程度上表征了页岩气压裂裂缝形态和渗流特点,但没有考虑不规则的裂缝形态等。 展开更多
关键词 页岩气 开发 压裂(岩石) 裂缝扩展模型 产能预测模型 渗流 特点
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考虑射孔孔眼磨蚀对多裂缝扩展的影响规律 被引量：6
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作者 张士诚 杨鹏 +3 位作者 邹雨时 石善志 李建民 田刚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期63-73,共11页
我国非常规油气资源丰富,压裂技术是其开发的重要手段,其中极限限流压裂技术是促进水平井压裂段均匀改造的关键技术,但井下监测表明射孔孔眼动态磨蚀严重,制约了工艺应用效果。为了解决射孔孔眼动态磨蚀带来的多裂缝扩展形态不确定性影... 我国非常规油气资源丰富,压裂技术是其开发的重要手段,其中极限限流压裂技术是促进水平井压裂段均匀改造的关键技术,但井下监测表明射孔孔眼动态磨蚀严重,制约了工艺应用效果。为了解决射孔孔眼动态磨蚀带来的多裂缝扩展形态不确定性影响,提高现场工艺实际应用效果,在水平井多裂缝竞争扩展模型基础之上耦合孔眼动态磨蚀模型,然后根据实际井下射孔成像数据校正数值模型,研究了孔眼磨蚀作用下多裂缝扩展行为以及限流射孔参数优化方法。研究结果表明:(1)孔眼磨蚀作用将显著增大孔眼直径和流量系数,迅速降低射孔摩阻,加剧各簇流量分配和多裂缝扩展的非均匀程度;(2)段内应力均匀分布时,孔眼磨蚀作用随着限流作用增强而增加;(3)段内应力非均匀分布时,高应力簇裂缝扩展容易受到抑制作用,考虑孔眼磨蚀作用后将进一步加剧各簇裂缝流量分配的非均衡程度,甚至导致高应力簇裂缝停止进液,裂缝不能充分扩展。结论认为,研究结果对孔眼动态磨蚀机理研究以及改进压裂工艺设计具有重要理论和现实意义,有助力我国非常规气油气的高效开发。 展开更多
关键词 储层改造 非常规油气 多裂缝扩展 孔眼动态磨蚀 数值模拟 限流压裂 井下射孔成像
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大庆油田密井网水平裂缝参数的优选 被引量：16
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作者 张士诚 魏明臻 +2 位作者 李志恩 相荣成 张有才 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1999年第6期36-38,56,共4页
根据三次加密后油层改造的实际需要，建立了五点和反九点井冈条件下三维两相带有水平裂缝的油藏数值模拟模型，研究了水平裂缝半径和导流能力对油井产量、无水期采收率和最终采收率等指标的影响，优化了水平裂缝参数。研究结果表明，合... 根据三次加密后油层改造的实际需要，建立了五点和反九点井冈条件下三维两相带有水平裂缝的油藏数值模拟模型，研究了水平裂缝半径和导流能力对油井产量、无水期采收率和最终采收率等指标的影响，优化了水平裂缝参数。研究结果表明，合理的裂缝半径应为井距的２０％，导流能力为２０μm·ｃm。该结果为油井经三次加密后的水力压裂设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 大庆油田 水力压裂 水平裂缝 密井网
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