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智能压裂技术研究进展与前景展望
1
作者 李根生 田守嶒 +2 位作者 盛茂 王天宇 廖勤拙 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
智能压裂技术是水力压裂增产改造与人工智能、大数据、云计算等先进技术的有机融合,有望大幅提升压裂效率和效果,已成为油气工程领域的研究前沿和热点。文章从工程实际出发,构建了智能优化设计、泵注实时决策、效果综合评价等应用场景,... 智能压裂技术是水力压裂增产改造与人工智能、大数据、云计算等先进技术的有机融合,有望大幅提升压裂效率和效果,已成为油气工程领域的研究前沿和热点。文章从工程实际出发,构建了智能优化设计、泵注实时决策、效果综合评价等应用场景,剖析了国内外智能压裂理论与技术的研究现状和主要进展,总结了智能压裂技术研究面临的难题和重点攻关方向,包括多物理场表征与地质数据融合的一键式压裂设计、大模型赋能压裂智能决策水平及其泛化能力提升、多源数据融合的压裂裂缝实时监测与动态感知技术等,旨在为推动我国智能压裂技术的基础理论研究和推广应用提供参考。 展开更多
关键词 人工智能 智能压裂 应用场景 前景展望
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致密砂岩储层径向井压裂技术的适应性
2
作者 雍煜宁 郭肇权 +4 位作者 李根生 翟佳恒 田守嶒 盛茂 王天宇 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期56-64,共9页
为探究径向井压裂技术在不同致密砂岩储层的适应性,利用人工致密砂岩岩样(300 mm×300 mm×300 mm)开展了真三轴径向井压裂室内实验,分析了正断层、走滑断层与逆断层3种地应力状态及不同径向井方位角下压裂裂缝形态与岩石破裂... 为探究径向井压裂技术在不同致密砂岩储层的适应性,利用人工致密砂岩岩样(300 mm×300 mm×300 mm)开展了真三轴径向井压裂室内实验,分析了正断层、走滑断层与逆断层3种地应力状态及不同径向井方位角下压裂裂缝形态与岩石破裂压力。研究表明:储层为正断层应力状态时,方位角低于45°的径向井能有效引导裂缝扩展,岩石破裂压力随方位角增大而增大;走滑断层应力状态时,裂缝形态受地应力场与径向井周应力场共同影响,方位角低于60°时有利于多排径向井的连通,且裂缝形态越复杂,岩石破裂压力越大;逆断层应力状态时,不同方位角径向井压裂后均形成单一水平裂缝。研究成果可为径向井压裂技术在不同致密砂岩储层的应用提供理论指导。 展开更多
关键词 径向井压裂 裂缝形态 破裂压力 致密砂岩
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冲击破岩钻井提速技术研究现状与发展建议 被引量：6
3
作者 李根生 穆总结 +2 位作者 田守嶒 黄中伟 孙照伟 《新疆石油天然气》 CAS 2024年第1期1-12,共12页
提高钻井速度不仅是提高我国油气效益开发及深地勘探等方面的重要技术手段,同时对保障国家能源安全意义重大。冲击破岩钻井技术在国内外油田现场应用并获得了良好的提速效果,持续开展此类技术攻关有望攻克当下我国深地高温高压硬岩地层... 提高钻井速度不仅是提高我国油气效益开发及深地勘探等方面的重要技术手段,同时对保障国家能源安全意义重大。冲击破岩钻井技术在国内外油田现场应用并获得了良好的提速效果,持续开展此类技术攻关有望攻克当下我国深地高温高压硬岩地层进尺低、提速难的技术痛点。介绍和分析了轴向冲击、扭力冲击和轴-扭耦合冲击辅助钻头破岩钻进技术方面的实践及发展动态。结合冲击破岩钻井技术现状,阐明了冲击辅助钻头破岩力学原理是冲击破岩钻井提速技术的关键问题,综述了国内外研究学者在冲击辅助钻头破岩物理实验、理论模型和数值模拟等研究方法上取得的科学进展。针对冲击破岩钻井提速技术的发展提出了相关建议,即加强在材料结构优化设计、智能化控制、多元技术融合和井场应用优化等方面的研究力度,为我国能源高效开发做出贡献。 展开更多
关键词 钻井 提速 冲击钻井 技术现状 破岩原理 发展建议
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压裂泵注智能决策系统设计理念与路径探讨 被引量：1
4
作者 盛茂 田守嶒 +3 位作者 朱丹丹 王天宇 廖勤拙 李根生 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期108-113,共6页
油气藏改造过程中的压裂泵注具有工艺复杂多变、过程不可逆、高风险等特点,需要及时准确地进行决策调控,进而提升压裂改造效果。目前决策方式主要以压裂设计泵注程序为基础,人为调控泵注参数。随着人工智能技术的发展,构建压裂泵注智能... 油气藏改造过程中的压裂泵注具有工艺复杂多变、过程不可逆、高风险等特点,需要及时准确地进行决策调控,进而提升压裂改造效果。目前决策方式主要以压裂设计泵注程序为基础,人为调控泵注参数。随着人工智能技术的发展,构建压裂泵注智能决策系统、实现自主决策已成为可能。为此,在综述国内外压裂泵注决策研究现状的基础上,提出了基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,并探讨了实现路径。研究结果表明:(1)压裂泵注智能决策系统的核心是泵注决策智能体,由其自主决策泵注程序和优化参数,同时将决策动作传递给地面装备,构成闭环调控,实现泵注过程“自动驾驶”;(2)基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,即以强化学习为核心,以压裂大数据为基础,以机理模型认识和专家先验知识为约束,构建压裂仿真环境,训练泵注决策智能体,可以实现泵注参数实时优化决策与地面装备闭环调控;(3)压裂泵注智能决策系统主要通过压裂工况自主判识、裂缝扩展动态感知与风险预警、压裂泵注参数优化决策、地面装备自主调控、压裂泵注数字孪生等技术实现系统功能。结论认为,基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,有望为加快压裂泵注智能化进程提供有益参考,有助于油气的高效开发。 展开更多
关键词 水力压裂 泵注 人工智能 决策优化 决策系统 关键技术 路径
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非均匀射孔控制多簇裂缝均衡扩展机制及参数优化 被引量：1
5
作者 盛茂 邓超 +3 位作者 李杰 顾明哲 王天宇 田守嶒 《新疆石油天然气》 CAS 2024年第3期54-63,共10页
水平井多簇射孔分段压裂已成为非常规油气藏完井改造的关键技术,然而各压裂段中部射孔簇裂缝受跟端趾端射孔簇裂缝的应力干扰作用显著、扩展阻力较大,是导致多簇裂缝非均衡扩展的主要原因之一。通过优化设计簇间非均匀布孔方式,调节各... 水平井多簇射孔分段压裂已成为非常规油气藏完井改造的关键技术,然而各压裂段中部射孔簇裂缝受跟端趾端射孔簇裂缝的应力干扰作用显著、扩展阻力较大,是导致多簇裂缝非均衡扩展的主要原因之一。通过优化设计簇间非均匀布孔方式,调节各簇射孔参数,均衡簇间液量分配,削弱缝间应力干扰,促进裂缝均衡扩展。为此建立了考虑压裂段/簇间应力叠加的分段多簇裂缝扩展模型,对比分析了纺锤形布孔、坡度布孔、均匀布孔等三类布孔方式的裂缝扩展规律及其作用机制,以缝长、缝高扩展形态差异性评价裂缝扩展均衡性,优选布孔方式,设计正交试验优化非均匀布孔参数。结果表明,典型页岩油储层参数条件下,纺锤形布孔的裂缝扩展均衡性最优,其次是均匀布孔、坡度布孔。其作用机制为纺锤形布孔的端部簇射孔摩阻大于中部簇1.4~16.7倍,跟端趾端裂缝对中部裂缝的应力干扰作用被削弱,从而增加了中部簇进液量分配,相比均匀布孔,裂缝扩展均衡性提高了17.2%。而坡度布孔趾端簇孔数占比35%以上,进液量占优,达49.3%,导致其对中部簇裂缝挤压作用显著,不利于裂缝均衡扩展。优化纺锤形布孔参数表明,总孔数49个、孔径10 mm、端部簇孔数比例24.5%时,簇间裂缝扩展均衡性达到最优。研究结果有望为非常规油气多簇压裂非均匀射孔设计提供有效方法。 展开更多
关键词 非均匀射孔 裂缝均衡扩展 分段多簇压裂 射孔参数 水力压裂
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数据-知识混合驱动的压裂球座坐封有效性智能诊断方法
6
作者 盛茂 范龙昂 +3 位作者 张帅 张彦军 李川 田守嶒 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期76-81,共6页
水平井桥塞分段压裂时的桥塞球座坐封有效性实时诊断是其关键环节,若球座坐封失效,将无法正常进行后续作业,目前主要依靠人工观察井口压力变化特征,难以快速准确判识。为此,融合专家经验定性判识和坐封数据特征挖掘定量标注,滑动窗口数... 水平井桥塞分段压裂时的桥塞球座坐封有效性实时诊断是其关键环节,若球座坐封失效,将无法正常进行后续作业,目前主要依靠人工观察井口压力变化特征,难以快速准确判识。为此,融合专家经验定性判识和坐封数据特征挖掘定量标注,滑动窗口数据切片形成5792组标签数据,优选井口压力–排量二维输入的长短期记忆神经网络,建立了压裂球座坐封有效性智能诊断模型,并采用欠采样平衡数据集方式提升模型预测精度。结果表明,井口压力呈现显著的陡升—陡降—平缓上升的三阶段特征,若井口压力缺失某个阶段特征,则为坐封失效;井口压力斜率统计值分布范围较大,无法形成明确规则实现准确诊断。采用人工智能技术学习不同井口压力形态的有效/无效坐封数据特征,实现了每秒输出诊断结果,测试集准确率96.8%,验证集准确率84.3%。研究结果为桥塞球座坐封有效性实时自动诊断提供了方法。 展开更多
关键词 水力压裂 球座坐封 智能诊断 数据挖掘 深度学习
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鄂尔多斯盆地页岩油储层前置CO_(2)压裂流体分布特征 被引量：4
7
作者 臧雨溪 王海柱 +6 位作者 王斌 孙居正 王天宇 田港华 石明亮 吴毓乾 田守嶒 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期55-61,共7页
以鄂尔多斯盆地页岩油储层为对象,基于油藏数值模拟软件CMG-GEM及GOHFER,研究了CO_(2)注入量、闷井时间、储层水平/垂直渗透率比值、双水平井射孔压裂方式对流体分布的影响。结果表明:水平和垂直方向渗透率的差异性导致CO_(2)在水平方... 以鄂尔多斯盆地页岩油储层为对象,基于油藏数值模拟软件CMG-GEM及GOHFER,研究了CO_(2)注入量、闷井时间、储层水平/垂直渗透率比值、双水平井射孔压裂方式对流体分布的影响。结果表明:水平和垂直方向渗透率的差异性导致CO_(2)在水平方向波及范围较大,注入量对波及长度影响更为敏感,该研究条件下注入量为140 m^(3)时邻段水平波及范围出现交汇,可认定为最优注入量;延长闷井时间可增大CO_(2)波及范围,但注入量的影响程度更大,建议通过调节注入量来控制波及范围;水平/垂直渗透率比对CO_(2)波及范围影响较大,比值越大水平方向波及越广、垂向波及范围越窄,呈扁平状分布;对比双水平井拉链式与同步式射孔压裂,其中拉链式射孔压裂有助于提升CO_(2)波及范围,有利于油气开发。研究可为页岩油储层前置CO_(2)压裂工艺参数优化设计提供理论指导。 展开更多
关键词 储层改造 前置CO_(2)注入 流体分布 非常规油气 页岩油储层
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储层温度对页岩微观力学性质的影响 被引量：3
8
作者 程世忠 盛茂 +3 位作者 任乐佳 王天宇 田守嶒 李根生 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第1期73-79,共7页
深部页岩气储层温度较高,为了研究地层温度对页岩宏微观力学性质的影响,采用四川盆地长宁区块寒武系龙马溪组井下页岩岩心,开展了26℃、80℃、150℃条件下的网格式微米压痕实验,分别模拟地表、中深层与深部储层的环境温度。采用去卷积... 深部页岩气储层温度较高,为了研究地层温度对页岩宏微观力学性质的影响,采用四川盆地长宁区块寒武系龙马溪组井下页岩岩心,开展了26℃、80℃、150℃条件下的网格式微米压痕实验,分别模拟地表、中深层与深部储层的环境温度。采用去卷积数据统计分析方法量化了温度对页岩微观力学性质的影响,结合能量分析法研究了温度对页岩微观尺度断裂韧性的影响规律,并分析了温度对深部页岩裂缝导流能力影响的作用机制。结果表明,随着深部储层温度的增加,显著削弱了页岩的微观弹性模量、硬度与断裂韧性,而增加了压痕点弹性变形能力;弹性变形能力的增强导致矿物簇受应力作用后具有恢复弹性形变的能力,进一步说明水力裂缝扩展后缝周矿物弹性形变易恢复,压裂裂缝难维持。该研究结果对从岩石微观力学角度理解深部页岩气储层水力裂缝导流能力低提供了理论支持。 展开更多
关键词 深部页岩气储层 储层温度 岩石力学 微米压痕 水力压裂裂缝
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干热岩柔性压裂裂缝起裂与扩展规律
9
作者 周小夏 李根生 +5 位作者 马正超 黄中伟 张旭 田守嶒 邹文超 王天宇 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1384-1394,共11页
考虑岩石热孔隙弹性效应、循环载荷下岩石强度疲劳劣化本构关系、弹脆性破坏准则和井筒应力叠加效应,建立并验证了热流固-疲劳损伤耦合的干热岩柔性水力压裂裂缝扩展数值模型,在此基础上开展数值模拟研究,探究不同温度和循环载荷共同作... 考虑岩石热孔隙弹性效应、循环载荷下岩石强度疲劳劣化本构关系、弹脆性破坏准则和井筒应力叠加效应,建立并验证了热流固-疲劳损伤耦合的干热岩柔性水力压裂裂缝扩展数值模型,在此基础上开展数值模拟研究,探究不同温度和循环载荷共同作用下干热岩裂缝起裂及扩展特征。研究表明:①周期注入、流体渗透、孔隙压力累积与岩石强度劣化共同引发柔性压裂岩石疲劳破坏;②干热岩柔性压裂裂缝扩展模式由温差和循环载荷共同控制,温差越大,热应力越强,利于形成复杂缝网;循环载荷降低,热应力波及范围增大,循环载荷为90%pb和80%pb(pb为常规水力压裂时岩石破裂压力)时,改造面积相较于常规水力压裂分别提升88.33%和120%(注入温度为25℃);③随着循环载荷的进一步降低,储层改造效果减弱,循环载荷降低至70%pb时,距离井筒较远处流体压力无法达到岩石最低破裂压力,不会产生宏观水力裂缝。 展开更多
关键词 干热岩 柔性压裂 热流固-疲劳损伤耦合 热应力 疲劳劣化 裂缝扩展
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基于ALE-FEM耦合算法的磨料水射流破岩数值模拟及其机理分析
10
作者 徐鹏 盛茂 +1 位作者 田守嶒 王天宇 《石油科学通报》 CAS 2024年第4期627-636,共10页
磨料水射流在钻井提速、深穿透射孔和压裂增产等方面应用效果显著,深入认识磨料水射流破岩机理是提升其应用效果的关键之一。本文基于任意拉格朗日—欧拉耦合有限单元算法,提出了独立封装有限元网格描述磨料的方法,将水射流单元设定网... 磨料水射流在钻井提速、深穿透射孔和压裂增产等方面应用效果显著,深入认识磨料水射流破岩机理是提升其应用效果的关键之一。本文基于任意拉格朗日—欧拉耦合有限单元算法,提出了独立封装有限元网格描述磨料的方法,将水射流单元设定网格随物质的运动而变化以实现流体流动特性,速度设置给物质;将磨料单元设定网格不随物质的运动而变化以实现固体颗粒特性,速度设置给网格。综合考虑岩石的动态冲击损伤作用以及水射流和磨料的协作,建立了可表征水射流流动和岩石损伤破坏的多相多物理场耦合过程的磨料水射流破岩模型,模型聚焦磨料颗粒和水射流对岩石微秒级的冲击破坏。采用2套网格捕捉磨料和水射流的协同破岩作用,得到了岩石破碎体积、岩石损伤场、水射流压力场、水射流和磨料对岩石破碎的能量贡献率等关键参数的时空演化特征。结果表明,磨料水射流破岩过程磨料起主导作用,水射流起辅助作用。分析得到磨料水射流中磨料—水射流协同破岩机理认识,磨料撞击岩石使岩石局部产生的高程度损伤降低了水射流破岩的难度,此外磨料冲击破碎岩石使得水射流和岩石之间产生新界面,促使水射流的冲击压力升高,提高了水射流的破岩能力,因此磨料水射流中的水相比于纯水射流具有更高的射流打击力和能量利用率,磨料冲击预损伤岩石叠加水射流聚集增压的磨料—水射流协同作用破岩是磨料水射流破岩效率和能量利用率高于纯水射流数倍的重要机理之一。研究结果对优化磨料水射流破岩参数提供了理论模型和设计依据。 展开更多
关键词 磨料水射流 数值模拟 ALE-FEM 破岩机理
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连续油管水力喷射压裂技术 被引量：78
11
作者 田守嶒 李根生 +2 位作者 黄中伟 牛继磊 夏强 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期61-63,共3页
川渝地区多数油气藏纵向上存在多个产层,且部分产层跨距较大。为解决逐层压裂的技术难题,在研究连续油管水力喷射压裂技术机理的基础上,提出利用伯努利原理,连续多层段完成水力射孔和压裂,实现水力封隔无需机械封隔。设计研制了连续油... 川渝地区多数油气藏纵向上存在多个产层,且部分产层跨距较大。为解决逐层压裂的技术难题,在研究连续油管水力喷射压裂技术机理的基础上,提出利用伯努利原理,连续多层段完成水力射孔和压裂,实现水力封隔无需机械封隔。设计研制了连续油管水力喷射分层压裂井下工具,经射穿套管和喷嘴耐磨性室内实验证明,所研制的工具可以有效地射穿套管和岩石,喷嘴耐磨蚀和本体抗返溅能力强。连续油管水力喷射多层压裂工艺技术在四川试验成功,研制的工具能满足现场工艺要求,试验井取得了显著的增产效果。 展开更多
关键词 完井 水力喷射 压裂 连续油管 井下工具
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径向井复合脉动水力压裂煤层气储层解堵和增产室内实验 被引量：18
12
作者 田守嶒 黄中伟 +3 位作者 李根生 陆沛青 张宏源 王天宇 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期88-94,共7页
针对煤层气钻采过程中普遍存在的储层伤害解除不彻底的问题,提出了有助于解堵和增产的径向井复合脉动水力压裂技术思路:水力喷射多分支径向井,利用高导流径向孔眼进行适度的脉动水力压裂改造,从而在主井筒附近一定区域内最大限度地冲击... 针对煤层气钻采过程中普遍存在的储层伤害解除不彻底的问题,提出了有助于解堵和增产的径向井复合脉动水力压裂技术思路:水力喷射多分支径向井,利用高导流径向孔眼进行适度的脉动水力压裂改造,从而在主井筒附近一定区域内最大限度地冲击、破碎煤层,形成高导流通道与裂缝网络相结合的大范围卸压增透区。为了验证其技术原理,设计并开展了径向井复合脉动水力压裂室内实验,采用声发射仪与脉冲伺服疲劳试验机等实验装置,围绕径向水平井复合压裂形成裂缝时的声发射响应特征与煤岩的破裂程度、宏观裂缝形态之间的关系开展了室内研究。结果表明:(1)实验条件下,径向水平井复合脉动水力压裂达到常规压裂峰值压力的1/3~1/4下即可起裂,声发射事件数是常规压裂的1.38~7.07倍;(2)径向水平井复合脉动水力压裂中获得强烈的声发射信号响应,产生宏观破裂的峰值压力较低,相同条件下更易获得较大范围的缝网;(3)径向井分支数、井眼长度、动载频率及振幅等参数是影响径向水平井复合脉动水力压裂效果的重要因素。结论认为,径向水平井复合脉动水力压裂方法提供了一种煤层气解除储层堵塞和高效开发的新思路,可实现煤层气井的有效解堵和增产。 展开更多
关键词 煤层气 储集层伤害 增产改造 径向水平井 复合脉动水力压裂 解堵 实验室试验
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页岩不同类型干酪根内甲烷吸附行为的分子模拟 被引量：14
13
作者 田守嶒 王天宇 +2 位作者 李根生 盛茂 任文希 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期18-25,共8页
目前对于页岩中不同类型有机质干酪根对甲烷的吸附影响规律尚不清楚。为此,根据页岩干酪根的元素含量、分子结构构建了腐泥型、混合型和腐殖型的干酪根分子模型,利用巨正则蒙特卡罗方法和分子动力学模拟方法研究甲烷在干酪根中的吸附行... 目前对于页岩中不同类型有机质干酪根对甲烷的吸附影响规律尚不清楚。为此,根据页岩干酪根的元素含量、分子结构构建了腐泥型、混合型和腐殖型的干酪根分子模型,利用巨正则蒙特卡罗方法和分子动力学模拟方法研究甲烷在干酪根中的吸附行为,并进行了实验验证。进而探讨了温度、地温梯度、干酪根分子组成、比表面积对甲烷—干酪根吸附系统的影响,以及甲烷在页岩干酪根内的微观吸附机理。结果表明:(1)腐殖型干酪根对甲烷的吸附量最大,混合型次之,腐泥型最小;(2)干酪根的化学结构对甲烷的吸附有着重要的影响,富含芳香族的干酪根对甲烷具有更强的亲和力,碳、硫原子对甲烷在干酪根中吸附的影响较大;(3)甲烷在干酪根中吸附属于物理吸附,温度越高甲烷吸附量越小,平均等量吸附热均小于42 k J/mol;(4)随着地层深度的增加,甲烷吸附量先增加后减少,在地层深度介于2 000~2 500 m甲烷绝对吸附量达到峰值,地温梯度越小相同埋深下甲烷吸附量越多;(5)甲烷吸附量与干酪根的比表面积呈线性正相关关系。 展开更多
关键词 页岩 干酪根 甲烷 吸附行为 地温梯度 比表面积 分子模拟
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大庆油田新型聚合物体系室内驱油效果 被引量：10
14
作者 田守嶒 张玉丰 +1 位作者 周秀兵 王臣 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期72-74,共3页
为了改善大庆油田部分薄差油层普通低相对分子质量聚合物驱油效果不明显的状况,引进2种低相对分子质量的新型聚合物,对其开展了性能指标及驱油效果等室内评价。评价结果表明,与普通聚合物相比,新型聚合物具有粘度大、抗盐抗剪切性能好... 为了改善大庆油田部分薄差油层普通低相对分子质量聚合物驱油效果不明显的状况,引进2种低相对分子质量的新型聚合物,对其开展了性能指标及驱油效果等室内评价。评价结果表明,与普通聚合物相比,新型聚合物具有粘度大、抗盐抗剪切性能好、溶解性好等特点,并且其粘弹性和抗剪切性能随相对分子质量的降低而增加。室内驱油实验结果证明新型聚合物的驱油效果比相同相对分子质量的普通聚合物驱油效果好,驱油效果随相对分子质量的降低而变好,并且新型聚合物与低渗透油层有良好的匹配关系,适合在薄差油层中广泛应用。 展开更多
关键词 低渗透油层 新型聚合物 粘弹性 驱油效果 大庆油田
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水力喷射分段压裂裂缝起裂模型研究 被引量：5
15
作者 田守嶒 陈立强 +2 位作者 盛茂 李根生 刘庆岭 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期31-36,共6页
优化设计水力喷射分段压裂施工方案时,需要较为准确地预测不同位置的起裂压力。基于Westergaard理论,建立了考虑裂缝诱导应力场的水力喷射分段压裂起裂模型,分析了受第一条裂缝诱导应力影响的后续裂缝起裂压力,并与现场实际压裂数据进... 优化设计水力喷射分段压裂施工方案时,需要较为准确地预测不同位置的起裂压力。基于Westergaard理论,建立了考虑裂缝诱导应力场的水力喷射分段压裂起裂模型,分析了受第一条裂缝诱导应力影响的后续裂缝起裂压力,并与现场实际压裂数据进行对比;同时,分析了不同裂缝高度、裂缝净压力、原地最小水平主应力和与第一条裂缝的距离对第二条裂缝起裂压力的影响。计算结果显示,模型计算值与压裂试验数据吻合较好。在实际施工参数条件下,裂缝面净压力每增大5 MPa,后续压裂起裂压力增大3 MPa;第一条裂缝高度每增加10m,后续裂缝起裂压力增加2 MPa,诱导应力场影响范围增加30m;与第一条裂缝距离越近,后续裂缝起裂压力越高,最大增幅可达21%;原地最小水平主应力增大,诱导应力场的影响范围并不会增大。研究结果对优化设计水力喷射分段压裂施工方案具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 水力喷射压裂 起裂模型 起裂压力 诱导应力
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碳酸盐岩超临界二氧化碳前置酸蚀裂缝导流能力实验
16
作者 钟朋峻 刘超 +3 位作者 魏呈祥 周伟勤 田守嶒 吴金桥 《新疆石油天然气》 CAS 2024年第4期60-69,共10页
延安气田马家沟组碳酸盐岩储层前期采用常规酸压改造,酸蚀范围有限,改造后单井产量低,需开展酸压工艺优化。选取马家沟组五段储层露头,采用酸蚀裂缝导流仪及三维激光扫描装置开展了超临界CO_(2)(SC-CO_(2))前置酸蚀、常规酸蚀及导流能... 延安气田马家沟组碳酸盐岩储层前期采用常规酸压改造,酸蚀范围有限,改造后单井产量低,需开展酸压工艺优化。选取马家沟组五段储层露头,采用酸蚀裂缝导流仪及三维激光扫描装置开展了超临界CO_(2)(SC-CO_(2))前置酸蚀、常规酸蚀及导流能力实验,研究SC-CO_(2)前置和不同SC-CO_(2)闷井时间对酸蚀形态及裂缝导流能力的影响。实验结果表明,相比于常规酸蚀,SC-CO_(2)前置酸蚀开启了天然裂缝,增强了酸液进入微裂缝和扩散的能力,提高了酸蚀效果。SC-CO_(2)闷井12 h、24 h后的酸蚀形态以沟槽状为主,总体刻蚀程度和类型未发生较大改变;闷井48 h后酸蚀形态以桥墩状刻蚀为主;闷井72 h后酸蚀形态以均匀刻蚀为主。常规酸蚀和SC-CO_(2)前置酸蚀裂缝导流能力在闭合压力小于30 MPa时相差不大,超过30 MPa后导流能力出现明显的差距。SC-CO_(2)前置酸蚀的裂缝导流能力在整个闭合压力范围内都保持较高,始终高于常规酸蚀的裂缝导流能力。在低闭合压力下闷井时间与酸蚀裂缝导流能力呈正比,高闭合压力下过长的闷井时间会抑制裂缝导流能力,推荐闷井时间48 h。研究结果可为碳酸盐岩储层复合酸化压裂方案的制定提供理论支撑。 展开更多
关键词 碳酸盐岩 超临界二氧化碳 前置酸蚀 导流能力 酸蚀裂缝 CCUS
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近封隔器环空支撑剂沉降运移规律试验研究 被引量：2
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作者 田守嶒 盛茂 刘习雄 《石油机械》 北大核心 2018年第8期86-91,共6页
针对水平井连续管拖动底封环空压裂施工中封隔器无法顺利解封的问题,设计了双射孔孔道水平井喷射压裂模拟装置,并利用该装置对近封隔器环空支撑剂沉降运移规律进行了试验研究。研究结果表明:随着施工排量的增加,支撑剂床高度和长度不断... 针对水平井连续管拖动底封环空压裂施工中封隔器无法顺利解封的问题,设计了双射孔孔道水平井喷射压裂模拟装置,并利用该装置对近封隔器环空支撑剂沉降运移规律进行了试验研究。研究结果表明:随着施工排量的增加,支撑剂床高度和长度不断增加;随着压裂液黏度的增加,支撑剂床高度降低,但是支撑剂床能够被携带至环空更深处;由于压裂液黏滞力的作用,随着压裂液黏度的增加,支撑剂体积浓度不断降低;在该试验条件下,大粒径支撑剂形成的支撑剂体积浓度要低于小粒径支撑剂。研究结果对于水平井连续管水力喷射压裂施工具有参考意义。 展开更多
关键词 水平井 连续管 水力喷射压裂 支撑剂 沉降 运移
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近封隔器环空支撑剂体积分数变化规律数值模拟
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作者 田守嶒 盛茂 刘习雄 《石油机械》 北大核心 2018年第10期60-64,共5页
为了研究近封隔器环空支撑剂体积分数变化的规律,采用欧拉-欧拉双流体两相流模型,考虑流固双向及固固间的耦合作用,对近封隔器环空支撑剂体积分数变化规律进行了数值模拟研究。建模时采用压力出口边界条件对计算模型进行限定,采用固壁... 为了研究近封隔器环空支撑剂体积分数变化的规律,采用欧拉-欧拉双流体两相流模型,考虑流固双向及固固间的耦合作用,对近封隔器环空支撑剂体积分数变化规律进行了数值模拟研究。建模时采用压力出口边界条件对计算模型进行限定,采用固壁边界条件对计算区域进行封闭。分析结果表明:近封隔器环空支撑剂体积分数受到施工排量、砂比、压裂液黏度、支撑剂密度和粒径等因素的影响,不同施工参数对支撑剂体积分数变化影响程度存在差异。施工排量和支撑剂密度对近封隔器环空支撑剂体积分数影响要大于砂比、压裂液黏度和支撑剂粒径的影响。所得结果可为连续管带底封喷砂射孔环空加砂分段压裂技术的现场应用提供指导。 展开更多
关键词 近封隔器环空 连续管带底封 支撑剂 黏度 喷砂射孔 注入量
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超临界CO_2射流在石油工程中应用研究与前景展望 被引量：43
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作者 李根生 王海柱 +3 位作者 沈忠厚 田守嶒 黄中伟 程宇雄 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期76-80,87,共6页
阐述超临界CO2流体物理特性,分析超临界CO2射流在喷射钻井、喷射压裂、驱油提采、冲砂解堵和油套管除垢等作业中的原理和技术优势,探讨超临界CO2开发非常规油气藏的可行性,展望超临界CO2射流在石油工程中的应用前景。
关键词 超临界CO2 水射流 钻井 压裂 非常规油气 前景展望
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液氮冻结条件下岩石孔隙结构损伤试验研究 被引量：57
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作者 蔡承政 李根生 +4 位作者 黄中伟 沈忠厚 王海柱 田守嶒 位江巍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期965-971,共7页
液氮温度极低,约在-195.56^-180.44℃之间,当与岩石接触时会对岩石孔隙结构产生损伤。根据这一特点,低温液氮有望作为压裂流体对储层进行压裂改造。为了研究液氮冻结对岩石孔隙结构损伤的影响,选取两种不同砂岩岩样,分别在不同初始含水... 液氮温度极低,约在-195.56^-180.44℃之间,当与岩石接触时会对岩石孔隙结构产生损伤。根据这一特点,低温液氮有望作为压裂流体对储层进行压裂改造。为了研究液氮冻结对岩石孔隙结构损伤的影响,选取两种不同砂岩岩样,分别在不同初始含水饱和度条件下进行液氮冻结处理。对冻结前、后的岩样进行孔隙度以及核磁共振测试,得到岩样在冻结前、后的孔隙度、横向弛豫时间T2分布以及T2谱面积变化情况。试验结果表明:液氮冻结会对岩石的孔隙结构产生损伤,损伤程度受到岩性、孔隙度和岩石含水饱和度等因素影响;岩石含水饱和度越大,损伤就越严重,当岩石含水饱和度达到100%时,岩石表面产生了明显裂纹;岩石在液氮冻结下损伤形式主要是微孔隙的发育和扩展,微孔隙的增加会使岩石孔隙结构的连通性增强,甚至会产生新的大尺寸孔隙,从而对孔隙结构造成严重损伤。 展开更多
关键词 液氮冻结 孔隙结构 岩石损伤 核磁共振 液氮压裂
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