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题名深部煤层气排采技术现状与展望
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作者
蔡文斌
王江龙
张衍君
周德胜
雷旭
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机构
西安石油大学石油工程学院
西部低渗-特低渗油田开发与治理教育部工程研究中心
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出处
《煤炭工程》
北大核心
2025年第3期1-10,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(52074225)。
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文摘
我国煤层气资源丰富,但地质和工程条件复杂,天然气井排采工艺技术在煤层气井中的适用性受限,特别是深部煤层气(埋深大于1500 m的煤层气资源),其排采特征与浅层煤层气存在显著差异。为了促进深部煤层气排采技术发展,系统分析了深部煤层气储层特征、排采阶段及主控因素、排采工艺的发展方向。结果表明:(1)深部煤层气资源:普遍具有储层压力温度高、地层能量充足、煤层厚度大、含气量高、游离气丰富等储层特征,同时有基质渗透率低、孔隙连通性差、有效应力大及压裂液返排率低等特征。(2)排采主控因素有:排水降压初期,煤粉对排采效果影响较大;见气至稳产阶段,应力敏感性显著,应减少关井次数,避免排采不连续导致的地层污染。(3)建议深部煤层气井采用精细化、定量化的五段式或六段式的阶段划分,有利于控制井底压力平稳下降,制定排采制度是为了延长稳产期,稳产阶段的持续时间决定最终产能。(4)气井全生命周期一体化排采、地质工程一体化排采机器学习与智慧排采等技术是未来排采工艺的发展方向。
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关键词
深部煤层气
煤层气井
排采影响因素
阶段划分
排采制度
排采工艺
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Keywords
deep coalbed methane
coalbed methane wells
drainage and gas production influencing factors
stage division
drainage and gas production system
drainage and gas production process
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名页岩储层盐离子扩散规律及其在压裂缝网诊断中的应用
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作者
刘拯君
张衍君
廖婉蓉
杨兵
杨柳
周德胜
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机构
西安石油大学石油工程学院
中国矿业大学(北京)
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出处
《新疆石油天然气》
2025年第1期41-49,共9页
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基金
国家自然科学基金联合项目“超深储层水力压裂改造裂缝轨迹延伸机理与控制方法研究”(U23B2089)。
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文摘
页岩储层具有低孔、低渗、难动用等特点,通常采用长水平井和大规模体积压裂组合技术进行开发。压裂液进入地层后与储层发生一系列物理-化学反应,其中盐离子扩散作用显著,但针对离子扩散机理及其诊断压裂缝网作用的现有研究尚不完善。采用理论分析和现场案例相结合的方法总结了页岩储层中盐离子来源、离子扩散特征、机理及影响因素,给出了基于盐离子扩散机理诊断压裂缝网的实例。页岩储层盐离子来源包括储层孔隙壁面水膜中的溶解盐、生烃排水时的结晶盐、水-岩相互作用的产出盐。离子扩散特征与渗吸过程相似,分为扩散初期、过渡期、后期三个阶段;其中初期离子扩散速率较高,对数时间尺度上呈线性关系,遵循Fick定律和Einstein-Smoluchowski方程;影响盐离子扩散的因素包括储层性质、溶液性质、温度、黏度等;盐离子扩散可用于体积压裂缝网发育程度诊断。盐离子扩散诊断压裂缝网发育程度的方法可为页岩储层压裂设计和缝网评估提供科学指导,有助于实现更加精准和有效的储层改造,推动页岩油气资源的高效开发和利用。
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关键词
页岩储层
离子扩散
体积压裂
缝网诊断
返排液
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Keywords
shale reservoir
ion diffusion
volume fracturing
fracture network diagnosis
flowback fluid
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分类号
TE348
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名页岩油储层压裂-提采一体化研究进展与面临的挑战
被引量：11
- 3
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作者
张衍君
王鲁瑀
刘娅菲
张佳亮
周德胜
葛洪魁
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机构
西安石油大学石油工程学院
香港理工大学土木及环境工程系
中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期84-95,共12页
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基金
国家自然科学基金青年项目“压裂井间干扰条件下页岩油储层井间裂缝连通机理及调控方法”(编号:52304039)
国家自然科学基金面上项目“微流控可控构建功能性微纳颗粒及其提高采收率机理研究”(编号:52174028)
国家自然科学基金联合项目“超深储层水力压裂改造裂缝轨迹延伸机理与控制方法研究”(编号:U23B2089)共同资助。
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文摘
页岩油储层压裂开发中,以远超地层吸收能力的注入速率向储层注入包含各类添加剂的工作液,基本完成了压裂介质一次注入、油井开发全生命周期受益的使命。其中,2个问题尤为关键:1)如何形成均匀展布的裂缝网络,增大裂缝和储层的接触面积、提高液体流动效率?2)在形成高效传压传质缝网的基础上,存地压裂液如何提高储层中原油的可动性?压裂和提采一体化是解决上述问题的重要思路。为此,阐述了页岩油储层压裂-提采一体化的内涵,归纳了实现压裂-提采一体化的模拟和试验技术;明确了页岩油储层压裂-提采一体化的科学问题:均衡应力压裂形成均匀展布的缝网,提高均布缝网中流体流动与传输的效率,强化基质孔隙中油气的动用。同时,指出了压裂-提采一体化面临的挑战:明确裂缝非均匀扩展导致的压裂井间干扰机理并建立控制方法,形成裂缝中高压流体高效作用于基质孔隙的途径,揭示压裂液-储层-原油相互作用提高原油可动性机理。研究结果表明:形成均布的裂缝网络是控制裂缝-基质传压传质及流体流动的基础,通过强化压裂液-储层-原油之间的相互作用动用赋存于微-纳米孔隙中的原油是核心,将压裂-提采一体化应用于页岩油储层开发是实现经济最大化的有效途径。贯彻和落实压裂-提采一体化的理念,对页岩油储层的高效开发具有重要意义。
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关键词
页岩油
压裂-提采一体化
均衡应力压裂
原油可动性
流体流动
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Keywords
shale oil
fracturing and EOR integration
balanced stress fracturing
crude oil mobility
fluid flow
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分类号
TE357
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名压裂-闷井-返排一体化工作液研究进展
- 4
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作者
邢亮
董正亮
张衍君
张燕如
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机构
河北工程大学材料科学与工程学院
陕西省油气田特种增产技术重点实验室(西安石油大学)
四川省非金属(盐业)地质调查研究所
西安石油大学石油工程学院
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出处
《油田化学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期738-748,共11页
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基金
陕西省油气田特种增产技术重点实验室开放基金资助项目“共聚纳米复合材料溶液性质及减阻机理研究”(项目编号KFJJ-TZ-2023-6)
河北省高等学校科学研究项目“CuCo_(2)O_(4)/CF复合电极的制备及其电催化氧化性能研究”(项目编号QN2023007)。
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文摘
油气工业降本增效目标、绿色环保发展需求和地质工程一体化技术应用迅猛发展,给入井工作液提出新挑战和要求。压裂过程中工作液与地层接触后,发生一系列物理-化学反应,不仅影响压裂本身作业效果,还与压后闷井、返排过程密切相关,进而影响后续油气井产量;此外,不同过程工作液体系还存在同质化浪费、功能性单一和物化性质不相容等问题。因此,明确工作液在各阶段的需求特性、研究现状,对一体化工作液的研制具有重要指导作用。基于此,阐述了工作液在压裂、闷井和返排各阶段需要满足的特性及其当前研究成果;着重介绍了聚合物类、表面活性剂类、泡沫类和气体类工作液各自性能特点及其研究现状;通过对上述几类工作液特性的总结,最后围绕一体化工作液的压裂-提采协同增效、压裂暂堵转向提高液体能效、低碳与绿色转型3个方面进行讨论和展望。一体化工作液涉及理论内容多、作业范围跨度大等问题,需要加强多个工序间协同研究,调研结果可为压裂-闷井-返排一体化工作液研制与改进提供参考。
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关键词
非常规油气藏
压裂
闷井
返排
一体化工作液
综述
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Keywords
unconventional oil and gas reservoir
fracturing
shut-in
flowback
integrated working fluid
review
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分类号
TE357
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名体积压裂裂缝前端粉砂分布规律试验研究
被引量：5
- 5
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作者
张衍君
葛洪魁
徐田录
黄文强
曾会
陈浩
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机构
中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
中国石油新疆油田分公司吉庆油田作业区
成都理工大学能源学院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期105-110,共6页
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基金
国家科技重大专项项目“延安地区陆相页岩气勘探开发关键技术”课题4“非均质陆相页岩气储层改造配套工艺技术”(编号:2017ZX05039-004)资助。
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文摘
粉砂在致密储层体积压裂中的作用尚未明确,其在裂缝前端的分布规律仍不清楚。为此,建立了利用动态滤失分析仪评价体积压裂裂缝(文中简写为“体积裂缝”)前端粉砂分布情况的模拟试验方法,在描述缝面形貌的基础上研究了粉砂的分布规律及影响因素。试验发现,携砂液在体积裂缝中逐渐滤失,滤失达到平衡后滞留在缝端的粉砂其分布差异很大;同时,随着滤失时间增长缝内压力逐渐升高,后达到稳定状态。最长运移距离和稳定压力能合理表征粉砂在裂缝前端的分布特征。缝端开度增大、缝面粗糙度减小、压裂液黏度升高,粉砂最长运移距离增加;粉砂粒度越小,最长运移距离越大。缝端开度越小、缝面粗糙度越大、黏度越高、粉砂粒度越小,缝内稳定压力越高。研究结果表明,压裂施工时添加粉砂能够封堵裂缝前端,提高缝内压力,抑制裂缝在某一方向过快增长,增加缝网复杂度。
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关键词
致密储层
体积压裂
粉砂
封堵
裂缝开度
缝内压力
运移距离
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Keywords
tight reservoir
volume fracturing
silt
plugging
fracture aperture
pressure in fracture
transport distance
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分类号
TE357.11
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名吉木萨尔页岩油压裂开发压后闷井时间优化
被引量：13
- 6
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作者
张衍君
徐树参
刘娅菲
王晓萍
葛洪魁
周德胜
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机构
西安石油大学
中国石油新疆油田分公司百口泉采油厂
中国石油大学(北京)
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出处
《新疆石油天然气》
CAS
2023年第1期1-7,共7页
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基金
国家自然科学基金面上项目“微流控可控构建功能性微纳颗粒及其提高采收率机理研究”(52174028)
国家自然科学基金重点项目“水力压裂裂缝轨迹可控性理论基础-非均质地层裂缝控制理论基础研究”(51934005)。
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文摘
压后闷井对提高页岩油储层的采收率及产量具有重要意义,闷井时间的确定尤为关键。目前,闷井时间的确定在国内外仍未形成系统、有效的方法。裂缝系统压力传递、产出液离子扩散、毛管力渗吸是解决上述难点的关键科学问题。以室内实验和现场分析为主,在明确吉木萨尔页岩油储层微观孔隙特征、润湿性、纹层、以及渗吸驱油潜力的基础上,分析了现有闷井时间确定方法及特点,形成了吉木萨尔页岩油储层闷井时间综合确定方法。研究得出:吉木萨尔页岩油储层具有较强的渗吸扩散能力,压后闷井对原油产出起到驱替作用。闷井时间由井口压降平衡时间、渗吸平衡时间、产出液矿化度平衡时间综合确定。吉木萨尔页岩油储层压后闷井需要考虑微裂缝充液和基质渗吸协同作用,以井口压降第二转折点为下限、矿化度演化稳定上升转折点为上限、结合渗吸平衡得到最优闷井时间。基于室内实验和现场数据对Q井压后闷井时间进行了优化,推荐Q井闷井时间为55 d左右。该研究为优化吉木萨尔页岩油压后闷井时间提供了重要依据。
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关键词
吉木萨尔页岩油
压裂开发
压后闷井
闷井时间
室内实验
现场分析
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Keywords
Jimsar shale oil
fracturing development
well shut-in after fracturing
shut-in time
laboratory experiment
field analysis
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分类号
TE348
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名纳米流体提高原油采收率研究和应用进展
被引量：12
- 7
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作者
梁拓
杨昌华
张衍君
黎盼
屈鸣
侯吉瑞
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机构
西安石油大学石油工程学院
东北石油大学三亚海洋油气研究院
中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
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出处
《新疆石油天然气》
CAS
2023年第4期29-41,共13页
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基金
国家自然科学基金面上项目“低渗/特低渗油藏片状纳米材料—微米自适应桥接颗粒协同控窜-调流-驱油理论研究”(52174046)
陕西省博士后科研项目“超低渗油藏小尺寸活性片状纳米流体渗吸排驱机理研究”(2023BSHTBZZ45)
中国石油创新基金“特低渗油藏智能片状纳米材料调驱作用机理研究”(2021DQ02-0202)。
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文摘
针对传统聚合物、表面活性剂等溶液在提高原油采收率过程中存在黏度保留率低、吸附损耗量大等问题,介绍了纳米流体提高原油采收率相关研究进展。总结了目前应用于提高原油采收率领域中纳米材料的合成方法和纳米流体稳定性的评价手段;综述了纳米流体提高原油采收率的六大主要机理,包括降低界面张力、改变润湿性、降低原油黏度、提高泡沫稳定性、结构分离压力和降压增注;调研了目前纳米流体提高原油采收率的油田现场应用进展,并提出了限制纳米流体矿场大规模应用的瓶颈问题,一是缺乏高效开发非常规油藏的纳米驱油体系;二是关于二维片状纳米流体的研发、提高采收率机理的研究及矿场先导试验三位一体的理论和技术研究尚不成系统,需要更深层次的探讨和研究。为解决纳米流体的实践推广应用指明方向。
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关键词
纳米流体
纳米驱油
提高采收率
合成与制备
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Keywords
nanofluid
nanofluid flooding
enhanced oil recovery
synthesis and preparation
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分类号
TE357
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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