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仿生学蒲公英支撑剂在类似煤层气裂缝网络中输运规律的物理模拟研究
1
作者 李骏 刘平礼 李年银 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1148-1161,共14页
加快深部煤层气资源勘探开发是煤层气的重点发展方向,随着大规模体积压裂在深部煤层气开发中的应用,深部煤层压裂形成的裂缝复杂程度逐渐提升,但低黏度压裂液携带传统圆球形支撑剂在复杂深部煤层气裂缝中的输运性能和转向性能有限,导致... 加快深部煤层气资源勘探开发是煤层气的重点发展方向,随着大规模体积压裂在深部煤层气开发中的应用,深部煤层压裂形成的裂缝复杂程度逐渐提升,但低黏度压裂液携带传统圆球形支撑剂在复杂深部煤层气裂缝中的输运性能和转向性能有限,导致传统圆球形支撑剂对于分支裂缝及远端裂缝的铺置效果差,严重影响深部煤层气体积压裂的效果。在此基础上,基于仿生学的理念,提出了一种能在低黏压裂液中具备高效输运和转向能力的仿生学蒲公英支撑剂,为进一步了解不同施工参数情况下该种支撑剂在深部煤层裂缝中的输运和转向性能,基于深部煤层中常见的T型裂缝,构建了T型可视化复杂裂缝支撑剂输运试验系统,研究了排量、射孔位置、压裂液黏度、支撑剂粒径、支撑剂浓度等施工参数对于仿生学蒲公英支撑剂在T型裂缝中输运及转向性能的影响,发现随着排量的提升,仿生学蒲公英支撑剂在T型裂缝主裂缝中的砂堤面积和砂堤通道率逐渐提升,同时更多的支撑剂转向进入T型裂缝的分支裂缝中,说明排量增加,仿生学蒲公英支撑剂的输运和转向性能随之提升。仿生学蒲公英支撑剂在不同黏度的压裂液中均能保持较好的输运效率,同时能够堆积形成具有大通道的砂堤;中部单射孔时,仿生学蒲公英支撑剂能够在T型裂缝的分支裂缝和主裂缝中都形成更好的堆积效果;随着砂比的增加,支撑剂在T型裂缝的主裂缝和分支裂缝中的砂堤面积都逐渐增加,但增幅逐渐变缓,同时砂堤的通道率逐渐降低。基于施工因素的定性分析,综合推荐在深部煤层气应用仿生学蒲公英支撑剂时,采用中高排量、低黏度、中部射孔方式、小粒径支撑剂以及7%~11%砂比。本研究能促进仿生学蒲公英支撑剂在深部煤层压裂中的规模化应用,同时也对我国深部煤层气的高效开发具有重要意义。 展开更多
关键词 水力压裂 仿生学蒲公英支撑剂 支撑剂输运 施工参数
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微粉支撑剂运移铺置规律及应用
2
作者 李亭 吴清苗 +5 位作者 羊丹 曾思佳 赵佳乐 何美琪 周卓 杨佳昊 《特种油气藏》 北大核心 2025年第1期153-160,共8页
针对储层体积压裂过程中大量微裂缝未得到充分有效支撑的问题,优选出具有更小粒径、更优悬浮性能的微粉支撑剂,通过Fluent软件研究该支撑剂在复杂裂缝中的运移铺置规律,利用FracMan软件对比70/140目陶粒支撑剂和微粉支撑剂的压裂效果。... 针对储层体积压裂过程中大量微裂缝未得到充分有效支撑的问题,优选出具有更小粒径、更优悬浮性能的微粉支撑剂,通过Fluent软件研究该支撑剂在复杂裂缝中的运移铺置规律,利用FracMan软件对比70/140目陶粒支撑剂和微粉支撑剂的压裂效果。研究表明:微粉支撑剂主要铺置在次级裂缝中,总体呈现出“前高后低”的分布形态;在一级分支缝中大量微粉支撑剂处于悬浮运移状态,仅200目微粉支撑剂发生了沉降,且沙堤平衡高度和面积较小,未形成有效沙堤;微粉支撑剂的铺置规律受粒径影响较大,当支撑剂目数从200目增加至600目时,在二级和三级分支缝中的砂堤平衡高度和砂堤面积逐渐增加,当支撑剂目数达到800目时,由于其粒径过小,大量支撑剂颗粒处于悬浮运移状态,不能沉降堆积成有效砂堤,容易造成近井端微裂缝支撑不充分的情况;与70/140目陶粒支撑剂相比,微粉支撑剂的运移距离更远,更容易进入次级裂缝和微裂缝中;微粉支撑剂可使压裂改造缝网更加复杂,页岩储层改造体积可增加17.71%,储层改造效果显著。该研究可为微粉支撑剂的应用提供借鉴。 展开更多
关键词 微裂缝 体积压裂 支撑剂运移 导流能力 微粉支撑剂 页岩
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多簇压裂裂缝竞争扩展与支撑剂铺置数值模拟
3
作者 李力 曾冀 +3 位作者 陈伟华 郭天魁 罗志林 张亚暄 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第2期183-191,I0007-I0010,共13页
压裂过程中,裂缝的有效支撑是影响水平井分段压裂效果的关键因素.为提高致密油气压裂开采的效果,需要明确多簇裂缝扩展过程中支撑剂的运移和铺置规律.通过建立平面三维裂缝模型与支撑剂运移一体化计算模型,模拟水平井多簇裂缝竞争扩展状... 压裂过程中,裂缝的有效支撑是影响水平井分段压裂效果的关键因素.为提高致密油气压裂开采的效果,需要明确多簇裂缝扩展过程中支撑剂的运移和铺置规律.通过建立平面三维裂缝模型与支撑剂运移一体化计算模型,模拟水平井多簇裂缝竞争扩展状态,并对比分析不同施工参数对缝内支撑剂铺置的影响规律以进一步优化压裂施工工艺参数.研究结果表明:受到缝宽影响,支撑剂易在缝宽较小处堆积;受缝间应力影响,当排量、液体黏度和簇间距增大时,中间裂缝受到挤压,穿透能力增强,面积增大;阶梯加砂方式下支撑剂在缝内呈楔形分布,支撑剂浓度与缝宽的变化规律相同,沿缝长均逐渐减小,所以,近井支撑效果较好;受缝间应力影响,采用高注入排量,配合低黏度压裂液与低密度支撑剂组合注入方式,可有效提高裂缝的支撑面积及支撑效果.研究可为明确水平井多裂缝扩展规律及现场施工参数提供理论依据. 展开更多
关键词 油田开发 水平井压裂 支撑剂分布 支撑剂运移 裂缝扩展 施工参数 数值模拟
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加砂方式对复杂裂缝内支撑剂运移铺置的影响
4
作者 郭天魁 孙海程 +3 位作者 马代兵 陈文斌 吕明锟 陈铭 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期95-104,共10页
北美非常规储层压裂施工表明在泵注支撑剂时采用恒定砂比和砂比阶梯升高两种加砂方式相比产量接近,前者在降低施工难度和风险、节省高液用量方面具有优势,目前两种加砂方式对不同条件下支撑剂铺置效果的差异缺少定量评价。基于考虑粗糙... 北美非常规储层压裂施工表明在泵注支撑剂时采用恒定砂比和砂比阶梯升高两种加砂方式相比产量接近,前者在降低施工难度和风险、节省高液用量方面具有优势,目前两种加砂方式对不同条件下支撑剂铺置效果的差异缺少定量评价。基于考虑粗糙裂缝壁面、具备不同角度分支缝的大型可视化颗粒运移装置,开展不同施工参数下恒定和阶梯加砂对比试验。结果表明:恒定和阶梯加砂在主缝和分支缝中的形态相差不大,恒定加砂对主缝远端和远井分支缝充填略有优势;在阶梯加砂中,随着高砂比阶段占比(高砂比支撑剂用量占总量的比例)降低,砂堤形态逐渐接近恒定加砂下的砂堤形态;随着砂比增加,不同加砂方式的砂堤形态差异逐渐减小,砂比10%时两种加砂方式的砂堤高度相差15.6%,砂比20%时相差3.2%,改变支撑剂粒径、密度、压裂液黏度等条件后两种加砂方式的差异减小。 展开更多
关键词 支撑剂运移 加砂方式 恒定加砂 阶梯加砂 复杂裂缝
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页岩储层剪切滑移粗糙缝内支撑剂铺置实验研究
5
作者 张涛 陈洪丽 +5 位作者 王琨 苟浩然 张一凡 唐堂 周航宇 左恒愽 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第1期131-141,共11页
在裂缝剪切滑移和壁面粗糙形态影响下,缝内流体流动通道不均匀,压裂液携砂运移铺置规律更加复杂。选用龙马溪组取心劈裂获得的岩石裂缝面,通过拉伸、叠加、雕刻等手段获得粗糙裂缝平板,构建了单面粗糙支撑剂输送平板裂缝实验装置。采用... 在裂缝剪切滑移和壁面粗糙形态影响下,缝内流体流动通道不均匀,压裂液携砂运移铺置规律更加复杂。选用龙马溪组取心劈裂获得的岩石裂缝面,通过拉伸、叠加、雕刻等手段获得粗糙裂缝平板,构建了单面粗糙支撑剂输送平板裂缝实验装置。采用砂堤形态半定量和固液两相流定量测试方法,开展了非均匀流动通道粗糙缝内不同粗糙度、排量、黏度、粒径条件下的支撑剂输送实验,并对不同粗糙度条件下的裂缝近井带区域进行了PIV(粒子图像测速)/PTV(粒子跟踪测速)技术测试。结果表明:粗糙缝内流动通道不均匀,支撑剂铺置形态受优势通道影响,呈现不规整的凹型结构;流体和支撑剂流经大凸起结构附近时,会改变原来运动方向朝优势通道流动,同时支撑剂运动方向也受到堆积的砂堤形态影响;排量是降低优势通道影响的主控因素,降低排量易对优势通道实现有效封堵;不同黏度、粒径条件下,优势通道影响依然存在,黏度和粒径主要影响支撑剂的输送距离和堆积方式,黏度增大或粒径减小会造成支撑剂输送距离增大,砂堤以“层叠式”堆积。 展开更多
关键词 粗糙缝 剪切滑移 支撑剂输送 砂堤形态 PIV技术 PTV技术
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考虑支撑剂嵌入的煤层气井压裂优化方法 被引量：1
6
作者 陈峥嵘 时贤 +5 位作者 刘伟 谢昕 侯亚南 杨媛媛 王鹏 葛晓鑫 《断块油气田》 北大核心 2025年第1期159-164,共6页
煤层气井由于物性较差,通常需要压裂改造。压裂改造后生产过程中由于支撑剂嵌入的影响,导致裂缝导流能力下降,产量迅速降低,因此压裂设计需要考虑支撑剂嵌入的影响。考虑支撑剂嵌入建立煤岩裂缝导流能力模型,模拟结果与室内裂缝导流能... 煤层气井由于物性较差,通常需要压裂改造。压裂改造后生产过程中由于支撑剂嵌入的影响,导致裂缝导流能力下降,产量迅速降低,因此压裂设计需要考虑支撑剂嵌入的影响。考虑支撑剂嵌入建立煤岩裂缝导流能力模型,模拟结果与室内裂缝导流能力实验具有较好的一致性。采用支撑剂指数法,形成基于支撑剂嵌入的煤层气井压裂优化设计方法,对沁水盆地南部区块煤层气井开展优化设计。结果表明:支撑剂嵌入降低了裂缝宽度和裂缝导流能力,煤层气井压裂优化时考虑支撑剂嵌入与未考虑对比,压裂裂缝最优缝长减小,最优缝宽增大,平均产量相对较高,且产量递减速率较慢,验证了该方法的有效性和实用性,对煤层气井压裂优化设计具有重要指导意义。 展开更多
关键词 煤层气 支撑剂嵌入 支撑剂指数法 裂缝导流能力 压裂优化
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非常规油气支撑剂粒度粒形对其破碎率及裂缝导流能力的影响 被引量：1
7
作者 王俊亭 许冬进 +2 位作者 陶振强 曲彦颖 吴应松 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3672-3679,共8页
支撑剂性能对非常规油气储层水力压裂设计至关重要,少有学者进行支撑剂微观性能参数粒度粒形方面的研究。通过室内试验模拟页岩气储层生产过程中支撑剂破碎率及裂缝导流能力的变化规律,定量表征粒度粒形对支撑剂破碎率及裂缝导流能力的... 支撑剂性能对非常规油气储层水力压裂设计至关重要,少有学者进行支撑剂微观性能参数粒度粒形方面的研究。通过室内试验模拟页岩气储层生产过程中支撑剂破碎率及裂缝导流能力的变化规律,定量表征粒度粒形对支撑剂破碎率及裂缝导流能力的影响。结果表明:当闭合压力低于28 MPa,相同类型粒径均匀分布集中、平均圆球度高的支撑剂与分选性差的支撑剂对比,破碎率下降约15%并且裂缝导流能力提升约10%;当闭合压力超过支撑剂的抗压强度,由于支撑剂破碎产生的碎屑进一步堵塞导流通道,分选性好的支撑剂能更好地维持裂缝导流能力。实验结果为现场压裂设计页岩地层压裂设计,入井材料质量管控水平提升及支撑剂优选提供参考。 展开更多
关键词 非常规油气 支撑剂 粒度粒形 破碎率 裂缝导流能力
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深部煤层气定向压裂孔/簇间流量及支撑剂分配特征 被引量：1
8
作者 杨睿月 刘奕文 +3 位作者 李宇 周蒙蒙 公衍瑾 黄中伟 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1127-1147,共21页
我国深部煤层气资源丰富,开发利用潜力巨大,有望成为我国天然气供应的重要补充。但是,当前深部煤层气开发工艺尚处于探索阶段,储层改造主要采用大规模体积压裂工艺,存在产气效果差异大、产量递减速度快的问题,缺乏与地质条件精准配套的... 我国深部煤层气资源丰富,开发利用潜力巨大,有望成为我国天然气供应的重要补充。但是,当前深部煤层气开发工艺尚处于探索阶段,储层改造主要采用大规模体积压裂工艺,存在产气效果差异大、产量递减速度快的问题,缺乏与地质条件精准配套的增产技术体系。“定向射孔+靶向控缝+精细压裂”有望成为深部煤层气地质适配性的压裂工艺方法。提出了7种深煤层水平井定向射孔布孔模式:定向水平向、4点钟—8点钟定向向下、扇面定向向下(向上)、扇面定向向下(向上)+水平向(240°布孔)、直线定向向下(向上)。为了研究定向射孔模式下深煤层水平井孔/簇间进液、进砂分布的均衡性,采用计算流体动力学与离散元耦合方法(CFD-DEM),建立了水平井筒颗粒运移流固耦合模型,研究了不同定向射孔布孔模式、排量、砂比、段内簇数、组合粒径支撑剂影响下,段内簇间及簇内孔间流量分配及支撑剂分布特征。结果表明:不同定向射孔方式下孔/簇间流量与支撑剂分配均匀性各异,其中240°定向射孔(扇面向下或向上+水平方向)孔间流量分配均匀性较好,240°定向射孔和4点钟—8点钟定向向下射孔孔间支撑剂分配均匀性较好。大排量(>16 m^(3)/min)、控砂比(携砂液阶段最高砂比<25%)、提升小粒径支撑剂占比(0.212/0.109 mm、0.380/0.212 mm、0.550/0.270 mm质量比为6∶3∶1)、段内3~4簇,有利于孔/簇间流量与支撑剂的均匀分布,提升储层改造的均衡性。鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气现场应用表明定向射孔产气量高于常规螺旋射孔,“扇面向下+水平向(240°布孔)”定向射孔增产效果最显著。建议深部煤层气储层改造根据井眼轨迹在煤层中的位置(特别是与亮煤的相对位置),开展“一簇一策”射孔设计,诱导裂缝定向起裂、靶向沟通“地质−工程”双甜点,实现“定向导控、差异设计、均衡加砂、有效支撑”的改造目的。研究结果有望为深部煤层气优质高效压裂提供理论基础与参数借鉴。 展开更多
关键词 深部煤层气 体积压裂 定向射孔 流量分配 支撑剂运移 CFD-DEM
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疏松砂岩储层压裂充填防砂支撑剂嵌入堵塞复合作用裂缝导流能力评价
9
作者 李国龙 董长银 +4 位作者 张启龙 韩耀图 尹彬 白豪斌 张晓诚 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第12期4975-4985,共11页
压裂充填是中高渗疏松砂岩储层稳产增产的关键技术,但在投产后,由于储层胶结疏松,支撑剂嵌入和地层出砂堵塞导致裂缝导流能力显著下降。目前尚缺乏预测此类复合作用下裂缝导流能力的方法。通过使用压裂充填模拟实验装置,在5~20 MPa闭合... 压裂充填是中高渗疏松砂岩储层稳产增产的关键技术,但在投产后,由于储层胶结疏松,支撑剂嵌入和地层出砂堵塞导致裂缝导流能力显著下降。目前尚缺乏预测此类复合作用下裂缝导流能力的方法。通过使用压裂充填模拟实验装置,在5~20 MPa闭合应力下,利用疏松岩板样品进行裂缝支撑剂嵌入与地层砂堵塞的复合实验。基于实验结果,分析主控因素并拟合构建支撑剂压实、嵌入导致的缝宽损失和地层砂堵塞引起的动态渗透率变化模型,形成相应的导流能力预测方法。结果表明:裂缝闭合后支撑剂嵌入压实会显著降低导流能力,其损失主要受闭合应力、储层强度、支撑剂与地层砂粒径等因素控制,地层砂堵塞存在时间效应,导致导流能力动态下降。在渤海油田某典型疏松砂岩储层中,裂缝缝宽损失约19.34%,渗透率损失约34.15%,地层出砂堵塞造成的渗透率损失约为22.89%,多因素共同作用下,导流能力损失约为59.06%。为避免过度堵塞,建议初始缝宽保持在12.5 mm以上,使用大粒径支撑剂,并在生产初期适当控制产量避免过度堵塞;并且较高强度的储层压裂充填增产效果更好。研究成果对优化疏松砂岩储层压裂充填防砂施工参数具有重要指导意义。 展开更多
关键词 疏松砂岩储层 压裂充填 支撑剂嵌入 地层砂堵塞 裂缝导流能力
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陆相页岩CO_(2)前置压裂缝面微观力学损伤与支撑剂嵌入规律
10
作者 孙廉贺 王海柱 +7 位作者 李根生 王斌 STANCHITS Sergey 毛泽龙 张耀辰 CHEREMISIN Alexey 郑永 金家成 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第4期919-929,共11页
为了揭示CO_(2)前置压裂过程中超临界CO_(2)(SCCO_(2))-水-页岩相互作用对陆相页岩支撑剂嵌入影响机制,选取渤海湾盆地陆相页岩,开展SCCO_(2)-水-页岩相互作用实验,通过X射线衍射、扫描电镜大面积高分辨率成像、全自动矿物分析及纳米压... 为了揭示CO_(2)前置压裂过程中超临界CO_(2)(SCCO_(2))-水-页岩相互作用对陆相页岩支撑剂嵌入影响机制,选取渤海湾盆地陆相页岩,开展SCCO_(2)-水-页岩相互作用实验,通过X射线衍射、扫描电镜大面积高分辨率成像、全自动矿物分析及纳米压痕等测试方法分析缝面微观力学损伤机制及支撑剂嵌入特征变化规律。研究表明:随着相互作用时间的延长,白云石、长石及黏土矿物含量降低,石英含量增加,其中白云石溶蚀效果最为显著;页岩硬度及弹性模量均呈现幂律衰减模式,在作用1 d内劣化率最大,随后劣化速度呈现缓慢降低的趋势;样品表面压嵌坑数量及嵌入深度呈增大趋势,作用时间超过3 d后支撑剂出现团簇嵌入现象,样品表面开始出现大深度压嵌坑。 展开更多
关键词 CO_(2)前置压裂 陆相页岩 SCCO_(2)-水-页岩相互作用 微观力学性质 支撑剂压嵌
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玛湖凹陷砾岩储层CO_(2)前置压裂工艺支撑剂嵌入特征
11
作者 刘凯新 杜布戈 +4 位作者 李杰 董景锋 王斌 王笑涵 彭岩 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2025年第2期68-78,共11页
玛湖凹陷部分砾岩储层水基压裂后导流能力损失严重,CO_(2)前置压裂工艺应用潜力巨大,但CO_(2)前置压裂后支撑剂嵌入行为表征尚不明确。为研究CO_(2)前置压裂支撑剂嵌入特征及其机理,选取上乌尔禾组砾岩开展支撑剂嵌入实验,表征储层条件... 玛湖凹陷部分砾岩储层水基压裂后导流能力损失严重,CO_(2)前置压裂工艺应用潜力巨大,但CO_(2)前置压裂后支撑剂嵌入行为表征尚不明确。为研究CO_(2)前置压裂支撑剂嵌入特征及其机理,选取上乌尔禾组砾岩开展支撑剂嵌入实验,表征储层条件下水基和CO_(2)前置的支撑剂嵌入特征差异,建立数值模型对比导流能力,利用双电层理论分析CO_(2)前置减轻嵌入的作用机理。结果表明:CO_(2)前置压裂工艺在保证携砂能力的同时,可以减轻黏土水化导致的支撑剂嵌入;与水基压裂相比,CO_(2)前置深度为[0.15,0.25)mm的嵌入坑的相对频率降低了13%~70%,而前置深度为[0.25,0.4)mm嵌入坑的相对频率降幅达78%,导流能力可提升24%~30%;CO_(2)前置对低黏土矿物含量试件的作用效果最好,随黏土矿物含量升高效果逐渐减弱;CO_(2)前置缩短了水-岩接触时间,“毛细捕获”及吸水干燥效应减小了弱结合水膜吸收自由水能力,减弱了黏土水化膨胀,弱化了支撑剂嵌入程度。CO_(2)前置压裂工艺有助于水敏储层的高效开采。 展开更多
关键词 CO_(2)前置压裂 水敏 黏土矿物 支撑剂嵌入 砾岩储层 玛湖凹陷
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深层页岩狭长缝内支撑剂沉降运移规律实验研究
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作者 刘浩琦 陈富红 +3 位作者 余致理 龚伟 罗西 林魂 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第3期528-536,共9页
水力压裂作为页岩气藏开发的重要技术,如何有效提高深层页岩储层“狭长缝”内的支撑剂铺置效果成为目前亟须解决的难题。研究基于模拟深层页岩储层狭长裂缝的平板实验装置,对压裂液黏度、注入排量、支撑剂粒径、加砂质量浓度、裂缝宽度... 水力压裂作为页岩气藏开发的重要技术,如何有效提高深层页岩储层“狭长缝”内的支撑剂铺置效果成为目前亟须解决的难题。研究基于模拟深层页岩储层狭长裂缝的平板实验装置,对压裂液黏度、注入排量、支撑剂粒径、加砂质量浓度、裂缝宽度、支撑剂类型等参数进行对比实验,以了解支撑剂颗粒在深层页岩储层狭长裂缝内的沉降运移规律。结果表明:与宽缝相比,相同条件下支撑剂颗粒在深层页岩狭长缝内形成的砂堤前缘坡度降低,前后砂堤高度差距减少,支撑剂颗粒的整体铺置效果更加均匀平缓;在深层页岩狭长缝内,末端砂堤面积占整体砂堤面积的比重随压裂液黏度、注入排量的增大而增大,而加砂质量浓度对其影响程度较低;微小粒径支撑剂颗粒同样对末端砂堤的铺置具有促进作用,并且更有利于整体砂堤的均匀铺置;深层页岩狭长缝内裂缝宽度的收缩对收缩前裂缝内的砂堤铺置无明显影响,但会阻碍收缩后裂缝内支撑剂颗粒的流动铺置。收缩后裂缝内砂堤的覆盖面积减小,平衡高度降低,砂堤整体铺置更加均匀。但支撑剂的沉降量减少,同时增大了深层页岩储层裂缝有效压裂支撑的难度。该实验研究成果可为深层页岩储层的压裂改造设计提供有力的支撑。 展开更多
关键词 深层页岩 水力压裂 狭长裂缝 支撑剂 沉降运移
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基于支撑剂嵌入实验的玛湖凹陷砾岩储层CO_(2)泡沫压裂液体系优选
13
作者 董景锋 刘凯新 +6 位作者 路宗羽 王斌 邹娜娜 杜布戈 丁克保 崔健 彭岩 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1419-1427,共9页
CO_(2)泡沫压裂可以减少储层伤害,有助于非常规油气藏增产开发,但目前缺少定量评价泡沫压裂液碳水比对导流能力影响程度的方法,泡沫压裂液体系碳水比优选存在不足。为优选适用于玛湖凹陷砾岩储层的CO_(2)泡沫压裂液体系,开展模拟储层条... CO_(2)泡沫压裂可以减少储层伤害,有助于非常规油气藏增产开发,但目前缺少定量评价泡沫压裂液碳水比对导流能力影响程度的方法,泡沫压裂液体系碳水比优选存在不足。为优选适用于玛湖凹陷砾岩储层的CO_(2)泡沫压裂液体系,开展模拟储层条件下不同碳水比泡沫流体作用下支撑剂嵌入实验,得到各嵌入深度区间的比例,建立考虑支撑剂非均质嵌入的导流能力模型,计算获得不同泡沫流体提高导流能力的效果并分析其作用机理。结果表明:使用CO_(2)替代部分水基压裂液,可以降低支撑剂的嵌入程度;随着CO_(2)比例升高,泡沫流体提高导流能力的效果逐渐减弱并达到上限,模型导流能力较水基提高约12%;碳水比7∶3时低黏土含量(黏土矿物含量<20%)试件导流能力提高达到上限,高黏土矿物含量试件(黏土矿物含量≥20%)的导流能力受碳水比的影响更敏感,达到上限时碳水比较低;CO_(2)泡沫压裂液可以提高支撑裂缝-缝周边地层系统的渗流能力。研究成果可为CO_(2)泡沫压裂液体系碳水比优化提供参考。 展开更多
关键词 支撑剂嵌入 砾岩储层 CO_(2)泡沫压裂 导流能力
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可降解自悬浮支撑剂在煤层气开发中的应用
14
作者 张光波 张遂安 +5 位作者 马文峰 张潇 王璇 王占一 刘俣含 王少良 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期129-133,141,共6页
为了提高支撑剂在压裂液中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工流程、提高压裂效率及煤层气产量,研究制备了一种新型自悬浮支撑剂,并对其进行了性能研究和现场应用。新型自悬浮支撑剂主要由石英砂和丙烯酰胺基聚合物构... 为了提高支撑剂在压裂液中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工流程、提高压裂效率及煤层气产量,研究制备了一种新型自悬浮支撑剂,并对其进行了性能研究和现场应用。新型自悬浮支撑剂主要由石英砂和丙烯酰胺基聚合物构成,遇水可快速膨胀,体积增大而密度减小。此外,丙烯酰胺基聚合物伸展缠绕以增大水的黏度,进一步提升支撑剂的悬浮能力。实验表明,该支撑剂具有良好的悬浮性能、耐盐性能和破胶性能,煤心伤害率仅为17.67%。将新型自悬浮支撑剂应用于沁水盆地南部晋城斜坡带樊庄区块2对矿井,日产气量显著提高。研究表明,新型自悬浮支撑剂各方面性能优异,在煤层气增产方面效果显著,具有良好的经济效益和应用前景。 展开更多
关键词 水力压裂 低伤害 自悬浮支撑剂 表面改性 增产效果
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深层煤岩孔隙结构表征及压裂缝导流能力影响因素
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作者 王梓麟 时婧玥 +3 位作者 杨英 徐栋 曾泉树 张益畅 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第4期1061-1076,共16页
压裂缝导流能力是决定深层煤层气储层压裂效果的重要指标。本文综合利用高分辨率CT扫描技术和Avizo可视化软件先进的数学算法构建了大宁区块深层煤岩储层的三维数字岩心,从多个维度开展了不同类别煤岩储层的微观孔隙结构表征研究。在此... 压裂缝导流能力是决定深层煤层气储层压裂效果的重要指标。本文综合利用高分辨率CT扫描技术和Avizo可视化软件先进的数学算法构建了大宁区块深层煤岩储层的三维数字岩心,从多个维度开展了不同类别煤岩储层的微观孔隙结构表征研究。在此基础上,辅以线性流裂缝导流能力实验装置开展煤岩压裂缝导流能力评价实验,系统研究了支撑剂粒径、铺砂浓度、不同支撑剂粒径组合、闭合压力、支撑剂嵌入和孔喉结构等对煤岩压裂缝导流能力的影响规律。结果表明:研究区不同类别煤岩样品的孔隙结构特征差异显著,孔喉展布形态主要以连片状或孤立状为主,孔隙半径主要为5.23~34.85μm,喉道半径大多为1.31~12.27μm,孔喉配位数较小;随着渗透率降低,孔喉连通性变差,非均质性变强。大粒径支撑剂支撑下裂缝导流能力更强,但小粒径支撑剂支撑下裂缝导流能力更稳定;裂缝导流能力随铺砂强度增加而显著增大,而随闭合应力升高逐渐减小;支撑剂嵌入煤岩层时将导致裂缝中流体的流动空间被压缩堵塞,裂缝导流能力降低12.2%;在不同支撑剂粒径组合比例下,大粒径支撑剂占比越高时其导流能力越大。综合来看,该区煤岩压裂缝导流能力的主控因素为铺砂浓度、支撑剂粒径和裂缝闭合应力。 展开更多
关键词 煤岩 孔隙结构 导流能力 支撑剂粒径 铺砂浓度 闭合应力
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裂缝延伸方向对水平井主压裂缝内支撑剂运移规律的影响
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作者 祁生金 《特种油气藏》 北大核心 2025年第1期167-174,共8页
东胜气田水平井压裂过程中,对主压裂缝内支撑剂运移规律的研究较为缺乏,储层改造效果较差。为此,采用可视化平行板裂缝模拟系统开展了不同裂缝延伸方向条件下主缝内射流铺砂实验,利用Fluent软件模拟了排量、砂比、压裂液黏度、支撑剂粒... 东胜气田水平井压裂过程中,对主压裂缝内支撑剂运移规律的研究较为缺乏,储层改造效果较差。为此,采用可视化平行板裂缝模拟系统开展了不同裂缝延伸方向条件下主缝内射流铺砂实验,利用Fluent软件模拟了排量、砂比、压裂液黏度、支撑剂粒径对砂堤形态的影响。研究表明:裂缝延伸方向和射流是影响砂堤生长模式和前缘铺置效果的主要因素,与裂缝水平延伸和向上延伸相比,裂缝向下延伸时入口处砂堤高度为其1.79倍和12.17倍,前缘铺置率分别为其1.21倍和6.09倍,单条裂缝产能贡献率分别提高2%和24%;施工参数不影响砂堤的生长模式,大排量、高黏度压裂液泵注方式可有效缩短砂堤达到平衡高度的时间,提高了支撑剂的运移能力;高砂比、大粒径泵注方式在短时间内可达到较为理想的主缝铺置效果。该研究成果可为气田压裂工艺优化提供参考。 展开更多
关键词 水平井 压裂 裂缝 支撑剂运移规律 东胜气田
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煤层裂缝网络联通性对其中支撑剂输送的影响
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作者 徐加祥 赵洋 +2 位作者 王玫珠 付万鑫 朱星元 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第4期312-323,共12页
煤层气开发过程中采用的水平井分段多簇压裂会在煤层内与割理共同形成复杂裂缝网络,且由于割理发育和开启程度不同,各簇缝网之间的联通性存在差异,直接影响支撑剂在缝网内的输送。为了探究煤层内各簇缝网的联通情况对支撑剂铺置情况的影... 煤层气开发过程中采用的水平井分段多簇压裂会在煤层内与割理共同形成复杂裂缝网络,且由于割理发育和开启程度不同,各簇缝网之间的联通性存在差异,直接影响支撑剂在缝网内的输送。为了探究煤层内各簇缝网的联通情况对支撑剂铺置情况的影响,建立了联通和未联通两种裂缝网络,该裂缝网络由水平井段串联两簇水力裂缝并与正交割理组合,两簇缝网之间的联通情况取决于二级裂缝的联通性。在考虑支撑剂球度的基础上,采用Eulerian-Eulerian的多相流模型中的Mixture模型模拟不同携砂液黏度、携砂液排量和支撑剂粒径条件下联通和未联通裂缝网络中支撑剂在各级裂缝中的分布特征,并对比两种裂缝网络中支撑剂的填砂比例明确裂缝网络联通性对裂缝内支撑剂铺置特征的影响。模拟结果表明,由于联通缝网中分别由两簇裂缝进入的携砂液在缝网联通部分互相干扰,该联通部分几乎没有支撑剂分布。但是与未联通裂缝相比,支撑剂在联通缝网的主裂缝内输送距离更远。就裂缝网络整体的填砂比例而言,未联通缝网的整体填砂比例要远高于联通缝网,在本研究的模拟参数条件下平均高出53.3%。联通和未联通裂缝网络中各级裂缝内铺砂浓度小于5%的区域均占较大比例,其次是铺砂浓度大于10%的区域,铺砂浓度介于5%~10%的区域最小。同时降低携砂液黏度、提高携砂液排量、使用粒径较小的支撑剂均可以有效改善两种缝网中支撑剂的铺置情况,特别是联通缝网中携砂液排量应不小于12 m^(3)/min,支撑剂粒径不大于100目(0.15 mm)。 展开更多
关键词 煤层气 水力压裂 裂缝网络 支撑剂输送 混合模型
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湖北深层页岩气压裂复杂特征与关键技术实践
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作者 朱炬辉 李阳 +5 位作者 陈明忠 张俊成 李勇明 舒东楚 袁操 詹媛珍 《钻采工艺》 北大核心 2025年第4期134-140,共7页
湖北YC探区深层页岩气藏垂深3700~4200 m,具有较大型天然裂缝和断层发育的典型特征,受高应力和应力差、井漏等因素影响,加砂风险高且套变频发。文章在分析施工压力异常、加砂困难等压裂复杂特征基础上,通过变黏滑溜水、多级复合暂堵等... 湖北YC探区深层页岩气藏垂深3700~4200 m,具有较大型天然裂缝和断层发育的典型特征,受高应力和应力差、井漏等因素影响,加砂风险高且套变频发。文章在分析施工压力异常、加砂困难等压裂复杂特征基础上,通过变黏滑溜水、多级复合暂堵等针对性措施,缓解加砂敏感、端部脱砂等压裂复杂工况。针对套变井段,在模拟计算的基础上提出了前置复合暂堵分段压裂工艺,通过压裂前置暂堵球结合混合砂塞分级节流增强孔眼和缝口的封堵节流效果,实现已压裂井段在无桥塞条件下的分段压裂改造。在Y-6井套变井段实施过程中,结合“井筒听诊器”评估证实压裂改造目标层段进液位置均在设计目标范围内,实现了在已压裂井段的孔眼和缝口暂堵前提下,后续井段的分段改造。湖北YC探区的认识与套变井段的针对性措施对类似气藏在套变等复杂情况下的压裂改造提供了新的改造方法和思路。 展开更多
关键词 深层页岩气 水力压裂 水平井 混合支撑剂 变黏滑溜水 套变
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深层断溶体油气藏钻完井储层保护技术挑战与对策 被引量：14
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作者 方俊伟 贾晓斌 +3 位作者 游利军 周贺翔 康毅力 许成元 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期160-167,共8页
深层断溶体油气藏储层裂缝发育,易导致大量工作液漏失,造成严重储层损害。以顺北区块奥陶系碳酸盐岩储层为例,考虑储层超深、超高压、超高温与断裂带特点,综合工区钻井液漏失情况、储层物性特征、矿物组成和裂缝发育情况,结合流体敏感... 深层断溶体油气藏储层裂缝发育,易导致大量工作液漏失,造成严重储层损害。以顺北区块奥陶系碳酸盐岩储层为例,考虑储层超深、超高压、超高温与断裂带特点,综合工区钻井液漏失情况、储层物性特征、矿物组成和裂缝发育情况,结合流体敏感性、应力敏感性与储层润湿性评价,揭示了深层断溶体油气藏储层损害机理。钻井液漏失是深层断溶体油气藏最重要的储层损害方式,岩体结构破碎、储层非均质性强、走滑断层裂缝缝面光滑及高温长井段循环进一步加大了储层保护的难度;通过采用控压钻井技术,结合抗高温高酸溶屏蔽暂堵技术与抗高温强滞留堵漏技术,可以达到较好的储层保护效果;根据深层断溶体碳酸盐岩油气藏裂缝发育特征,钻进全程加入高强度架桥材料,利用鳞片状岩屑作为填充材料,达到钻井过程防漏与开发过程预防裂缝应力敏感性的效果,实现漏失控制—储层保护—增产增渗的一体化目标。 展开更多
关键词 深层 断溶体 储层损害 漏失 预撑裂缝堵漏
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粗糙壁面压裂裂缝内支撑剂运移铺置特征 被引量：3
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作者 黄海 郑永 +5 位作者 王毅 王海柱 倪军 王斌 杨兵 张文通 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期399-408,共10页
采用铸模工艺对岩石露头粗糙劈裂裂缝面进行立体重建,搭建大型可视化粗糙裂缝实验装置并开展支撑剂运移实验,研究粗糙壁面裂缝内支撑剂运移铺置的典型特征及其内在机制,分析裂缝倾斜程度、裂缝宽度以及压裂液黏度对支撑剂在粗糙裂缝内... 采用铸模工艺对岩石露头粗糙劈裂裂缝面进行立体重建,搭建大型可视化粗糙裂缝实验装置并开展支撑剂运移实验,研究粗糙壁面裂缝内支撑剂运移铺置的典型特征及其内在机制,分析裂缝倾斜程度、裂缝宽度以及压裂液黏度对支撑剂在粗糙裂缝内运移铺置的影响规律。研究表明:裂缝的粗糙特征会引起流道形状和流体流动模式的改变,导致支撑剂运移时易发生桥接堆积并形成未充填区,携砂液出现窜流、反向流和绕流等多种复杂流动形式,并影响砂丘堆积的稳定性;支撑剂在倾斜粗糙裂缝内具有更高的铺置率,实验中相较于垂直裂缝其铺置率最大增加了22.16个百分点,但砂丘的稳定性差;缝宽减小会加剧支撑剂的桥接堆积并导致更高的泵注压力;增大压裂液黏度能够减轻裂缝面粗糙特征引起的支撑剂桥接堆积。 展开更多
关键词 储层压裂 粗糙裂缝 支撑剂 运移铺置特征 桥接堆积
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