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油页岩自生热原位转化井组模式注采工艺参数研究
1
作者
曾壹坚
朱超凡
+2 位作者
李彦伟
水浩澈
郭威
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第9期76-87,共12页
【背景】井组作为“多井协同单元”,其模式直接决定注采工艺的优选,地层条件的利用效率,最终影响资源的整体开采效果。【方法】采用数值模拟方法,评价“一注一采”“一注四采”与“一注六采”3种垂直井组模式自生热原位转化开发效果,进...
【背景】井组作为“多井协同单元”,其模式直接决定注采工艺的优选,地层条件的利用效率,最终影响资源的整体开采效果。【方法】采用数值模拟方法,评价“一注一采”“一注四采”与“一注六采”3种垂直井组模式自生热原位转化开发效果,进一步揭示井组配置对能量效率的协同机制。【结果和结论】“一注四采”井组模式考虑钻井成本的综合原位转化利用效率较高。在自生热原位转化的热激发阶段,预热气体温度和时间一定的条件下,400 m^(3)/h预热气体流量的能效较优。自生热控制阶段,注气流量200 m^(3)/h以下无法触发自生热裂解反应,1000 m^(3)/h以上流量过高中断自生热反应推进;在触发范围内,400 m^(3)/h自生热气体流量能量回报率最优。研究“一注四采”井组模式下不同井间距的开发效果,注采井距25 m条件下综合能量效率较好。4%低含油率地层就可实现自生热原位转化技术开采,并且具有理想的能量投入产出比。通过井距与注气参数联动优化进行矿场尺度油页岩原位转化开发,第3.7年达回报率峰值8.85,4 a累计产油10519.5 t,桶油运行平均成本具有较高经济性,并留存大量潜在可利用余热资源。研究成果为油页岩原位转化工业化应用提供井组模式设计理论依据与经济性评估范式。
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关键词
油页岩
自生热原位转化
井组模式
工艺参数
数值模拟
桶油运行成本
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职称材料
层理特征对油页岩水力压裂裂缝扩展规律影响的数值模拟研究
被引量：
12
2
作者
李彦伟
朱超凡
+3 位作者
曾壹坚
水浩澈
范存翰
郭威
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期44-54,共11页
目前水力压裂是油页岩储层开发的主要技术手段之一,油页岩层理特征的差异对压后裂缝形态起主要影响作用,目前研究大多聚焦在层理发育程度对裂缝扩展的影响,忽略层理厚度本身对水力裂缝扩展的影响。以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为研究对...
目前水力压裂是油页岩储层开发的主要技术手段之一,油页岩层理特征的差异对压后裂缝形态起主要影响作用,目前研究大多聚焦在层理发育程度对裂缝扩展的影响,忽略层理厚度本身对水力裂缝扩展的影响。以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,构建应力-损伤-渗流的水力压裂裂缝扩展模型,并采取全局FEM-CZM的数值模拟方法,分析层理厚度、层理间距、地应力场对水力压裂裂缝扩展的影响规律,对比不同影响因素下裂缝的破坏类型、裂缝长度和层理沟通面积。结果表明:(1)层理厚度影响层理面对水力裂缝的拦截能力,在层理厚度较大时,会导致裂缝在层理面上扩展的倾向更强,发生张拉破坏,所对应的裂缝长度和层理沟通面积更大。(2)层理间距影响水力裂缝到达层理面的时间,较小的层理间距水力裂缝会直接穿透层理面,较大的层理间距增加裂缝扩展的阻力,伴随层理间距越大,发生张拉破坏,水力裂缝长度和层理沟通面积越大。(3)地应力场决定水力裂缝扩展方向,垂向地应力差较大时,垂向应力会对层理有压实作用,导致更容易穿透层理面扩展,垂向地应力差较小时,水力裂缝在层理面扩展多发生弯曲、分支情况,所对应裂缝长度和层理沟通面积均增加。建议在压裂施工选址方面选择层理厚度较大、层理间距较大、垂向地应力场较小的区域,更有利于形成高效渗流传热通道,该研究可为旬邑地区油页岩水力压裂施工提供指导。
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关键词
油页岩
水力压裂
层理厚度
层理间距
地应力
数值模拟
裂缝扩展规律
鄂尔多斯盆地
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职称材料
题名
油页岩自生热原位转化井组模式注采工艺参数研究
1
作者
曾壹坚
朱超凡
李彦伟
水浩澈
郭威
机构
深部探测与成像全国重点实验室
油页岩地下原位转化与钻采技术国家地方联合工程实验室
页岩油气资源勘探开发省部共建协同创新中心
自然资源部复杂条件钻采技术重点实验室
出处
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第9期76-87,共12页
基金
国家重点研发计划课题(2019YFA0705502)。
文摘
【背景】井组作为“多井协同单元”,其模式直接决定注采工艺的优选,地层条件的利用效率,最终影响资源的整体开采效果。【方法】采用数值模拟方法,评价“一注一采”“一注四采”与“一注六采”3种垂直井组模式自生热原位转化开发效果,进一步揭示井组配置对能量效率的协同机制。【结果和结论】“一注四采”井组模式考虑钻井成本的综合原位转化利用效率较高。在自生热原位转化的热激发阶段,预热气体温度和时间一定的条件下,400 m^(3)/h预热气体流量的能效较优。自生热控制阶段,注气流量200 m^(3)/h以下无法触发自生热裂解反应,1000 m^(3)/h以上流量过高中断自生热反应推进;在触发范围内,400 m^(3)/h自生热气体流量能量回报率最优。研究“一注四采”井组模式下不同井间距的开发效果,注采井距25 m条件下综合能量效率较好。4%低含油率地层就可实现自生热原位转化技术开采,并且具有理想的能量投入产出比。通过井距与注气参数联动优化进行矿场尺度油页岩原位转化开发,第3.7年达回报率峰值8.85,4 a累计产油10519.5 t,桶油运行平均成本具有较高经济性,并留存大量潜在可利用余热资源。研究成果为油页岩原位转化工业化应用提供井组模式设计理论依据与经济性评估范式。
关键词
油页岩
自生热原位转化
井组模式
工艺参数
数值模拟
桶油运行成本
Keywords
oil shale
autothermic pyrolysis in situ conversion(ATS)
well group configuration
process parameter
nu-merical simulation
operating cost per barrel of oil
分类号
TD84 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
层理特征对油页岩水力压裂裂缝扩展规律影响的数值模拟研究
被引量：
12
2
作者
李彦伟
朱超凡
曾壹坚
水浩澈
范存翰
郭威
机构
吉林大学建设工程学院
油页岩地下原位转化与钻采技术国家地方联合工程实验室
页岩油气资源勘探开发省部共建协同创新中心
自然资源部复杂条件钻采技术重点实验室
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期44-54,共11页
基金
国家重点研发计划课题(2019YFA0705502)
吉林省中青年科技创新卓越团队项目(20220508135RC)
吉林省发展和改革委员会自主创新能力建设项目(2022C021)。
文摘
目前水力压裂是油页岩储层开发的主要技术手段之一,油页岩层理特征的差异对压后裂缝形态起主要影响作用,目前研究大多聚焦在层理发育程度对裂缝扩展的影响,忽略层理厚度本身对水力裂缝扩展的影响。以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,构建应力-损伤-渗流的水力压裂裂缝扩展模型,并采取全局FEM-CZM的数值模拟方法,分析层理厚度、层理间距、地应力场对水力压裂裂缝扩展的影响规律,对比不同影响因素下裂缝的破坏类型、裂缝长度和层理沟通面积。结果表明:(1)层理厚度影响层理面对水力裂缝的拦截能力,在层理厚度较大时,会导致裂缝在层理面上扩展的倾向更强,发生张拉破坏,所对应的裂缝长度和层理沟通面积更大。(2)层理间距影响水力裂缝到达层理面的时间,较小的层理间距水力裂缝会直接穿透层理面,较大的层理间距增加裂缝扩展的阻力,伴随层理间距越大,发生张拉破坏,水力裂缝长度和层理沟通面积越大。(3)地应力场决定水力裂缝扩展方向,垂向地应力差较大时,垂向应力会对层理有压实作用,导致更容易穿透层理面扩展,垂向地应力差较小时,水力裂缝在层理面扩展多发生弯曲、分支情况,所对应裂缝长度和层理沟通面积均增加。建议在压裂施工选址方面选择层理厚度较大、层理间距较大、垂向地应力场较小的区域,更有利于形成高效渗流传热通道,该研究可为旬邑地区油页岩水力压裂施工提供指导。
关键词
油页岩
水力压裂
层理厚度
层理间距
地应力
数值模拟
裂缝扩展规律
鄂尔多斯盆地
Keywords
oil shale
hydraulic fracturing
bedding plane thickness
bedding plane spacing
in-situ stress
numerical simulation
fracture propagation law
Ordos Basin
分类号
P618.13 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
油页岩自生热原位转化井组模式注采工艺参数研究
曾壹坚
朱超凡
李彦伟
水浩澈
郭威
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
层理特征对油页岩水力压裂裂缝扩展规律影响的数值模拟研究
李彦伟
朱超凡
曾壹坚
水浩澈
范存翰
郭威
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
12
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