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Current Situation and Prospect of Research and Application of Clean Foam Fracturing fluid
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作者 Li Zhaomin Zhang Yun +2 位作者 Li Songyan Lv Qichao Ye Jinqiao 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期I0001-I0008,共8页
On the basis of analysis on literatures at home and abroad,the composition and advantages of clean foam fracturing fluid are described,and the current researches on its stability,rheology,proppant carrying property an... On the basis of analysis on literatures at home and abroad,the composition and advantages of clean foam fracturing fluid are described,and the current researches on its stability,rheology,proppant carrying property and low damage property are analyzed in detail.The clean foam fracturing fluid,composbd by viscoelastic surfactant,salt solution,foaming agent and gas,is prospectivefor developing unconventional oil and gas resources.This system shows strong proppant carrying capacity,low fluid loss,high fractu-ring effects,strong flowback capacity,and small formation damage,by combining the advantages of clean fracturing fluid and foamfracturing fluid.It has become a focus of fracturing fluids in recent years.Some samples are provided to demonstrate the field appli-cation results of the clean foam fracturing fluid,which further indicates that the system can improve oil well productivity with nodamages to formations.Finally,in view of formula system,foam stabilization mechanism and supporting operation processes,theprospects of clean foam fracturing fluid is pointed out. 展开更多
关键词 unconventional reservoirs clean foam fracturing fluid laboratory test field application PROSPECT
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纳米SiO_(2)增强型清洁压裂液的制备及性能 被引量:3
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作者 杨晓武 李小斌 +2 位作者 鄢长灏 刘笑春 王晨 《石油化工》 北大核心 2025年第1期70-77,共8页
以芥酸酰胺丙基二甲胺和H_(2)O_(2)为原料制备了长碳链氧化胺表面活性剂(EDAAO),并以EDAAO为主剂构建压裂液体系,向体系中引入纳米SiO_(2)颗粒,制得纳米SiO_(2)增强型清洁压裂液,通过室内实验考察了该压裂液的流变性能、携砂性能及破胶... 以芥酸酰胺丙基二甲胺和H_(2)O_(2)为原料制备了长碳链氧化胺表面活性剂(EDAAO),并以EDAAO为主剂构建压裂液体系,向体系中引入纳米SiO_(2)颗粒,制得纳米SiO_(2)增强型清洁压裂液,通过室内实验考察了该压裂液的流变性能、携砂性能及破胶性能等关键指标。实验结果表明,纳米SiO_(2)增强型清洁压裂液的最优配方为:2.5%(w)EDAAO+0.8%(w)水杨酸钠+3.0%(w)KCl+0.1%(w)纳米SiO_(2),SiO_(2)粒径为10 nm;该压裂液的耐温温度最高可达120℃,相较于普通压裂液提升了20%;在90℃、剪切速率170 s^(-1)的条件下持续剪切1.5 h,纳米SiO_(2)增强型清洁压裂液的黏度能够稳定维持在85 mPa·s以上,较不含纳米颗粒的压裂液黏度高2.43倍;采用煤油作为破胶剂,当煤油用量超过2.0%(w)时,纳米SiO_(2)增强型清洁压裂液可在60 min内实现破胶,黏度降至5 mPa·s以下;该压裂液的破胶液具有低伤害特性,与地层水具有良好的配伍性,满足清洁压裂液的应用要求。 展开更多
关键词 纳米改性 清洁压裂液 黏弹性 氧化胺 表面活性剂
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吴起油田压裂返排液回用处理技术及其应用 被引量:2
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作者 陈刚 王伟龙 +4 位作者 杨水胜 李辰 朱锦艳 申太志 洪曦 《工业水处理》 北大核心 2025年第2期175-183,共9页
吴起(WQ)油田压裂返排液存在排放量大、黏度大、处理难等问题,环保形势异常严峻。结合油田开发实际,分析压裂返排液的主要成分,对其重复配液回用性能的影响因素及应对其影响的处理方法进行系统研究。结果表明,Na^(+)、K^(+)、SO_(4)^(2-... 吴起(WQ)油田压裂返排液存在排放量大、黏度大、处理难等问题,环保形势异常严峻。结合油田开发实际,分析压裂返排液的主要成分,对其重复配液回用性能的影响因素及应对其影响的处理方法进行系统研究。结果表明,Na^(+)、K^(+)、SO_(4)^(2-)浓度对基液黏度影响比较小,而Ca^(2+)、Mg^(2+)及总铁浓度带来的影响比较大,利用Pearson相关系数法确定了离子影响因素排序为总铁含量>Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^(+)>Na^(+)>SO_(4)^(2-);残余交联剂浓度、破胶剂浓度、细菌含量、pH对基液黏度也有一定影响,需要进行适当处理。基于影响因素分析结果,分别采用化学反应、纳米活性炭吸附、紫外灯或太阳光照射、添加氢氧化钠等方法对压裂返排液进行处理,创新性地提出一套“气浮除油-氧化破胶和阳离子去除-混凝脱稳-板框压滤-水质净化”就地处理工艺,经该工艺处理后的压裂返排液用于配制新的压裂液,能够满足现场需求,应用效果较好,实现了压裂返排液的循环利用,达到了清洁生产和节约成本的目的。 展开更多
关键词 压裂返排液 压裂液性能 循环利用 清洁生产
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流体注入诱发页岩断层失稳活化试验研究 被引量:3
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作者 刘建锋 赵呈星 +2 位作者 代航宇 魏进兵 杨建雄 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期49-62,共14页
为揭示四川盆地页岩气开采区地震事件频发诱因,采用MTS815岩石力学系统设计和开展了流体注入诱发龙马溪页岩断层失稳活化试验,分析了页岩断层失稳活化的过程与特征,探讨了不同临界应力状态下页岩断层对流体注入的敏感性及法向应力、注... 为揭示四川盆地页岩气开采区地震事件频发诱因,采用MTS815岩石力学系统设计和开展了流体注入诱发龙马溪页岩断层失稳活化试验,分析了页岩断层失稳活化的过程与特征,探讨了不同临界应力状态下页岩断层对流体注入的敏感性及法向应力、注水速率的影响,揭示了断层失稳活化前后的渗透率演变规律,讨论了流体注入激活断层机制及超压现象的触发成因。研究结果表明:临界应力状态、法向应力和注水速率变化会对断层的失稳活化产生影响。剪切应力越接近抗剪强度,断层对流体注入的敏感性越强,较低的流体压力即可诱发断层失稳活化;增大法向应力会降低断层对流体注入的敏感性,提高注水速率会增强其敏感性,两者的上升均会导致断层失稳活化更加剧烈。此外,断层失稳活化后的渗透率显著增加,这与瞬时剪切膨胀效应引起的有效水力孔径增大有关。流体超压现象主要源于断层面上流体压力的异质性分布,当沿断层长度方向已形成完整水力通道时,应优先考虑断层宽度方向上流体压力的异质性分布对流体超压现象的触发机制。本研究有助于揭示页岩气开采中流体注入诱发断层失稳活化机制,并为降低地震风险的工程措施设计提供理论参考和科学依据。 展开更多
关键词 地震诱发 水力压裂 流体注入 断层活化 龙马溪页岩
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塔里木盆地构造流体作用对超深层断控碳酸盐岩缝洞型储层的控制 被引量:2
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作者 曾联波 宋逸辰 +6 位作者 韩俊 韩剑发 姚迎涛 黄诚 张银涛 谭笑林 李浩 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第1期128-139,共12页
基于露头、岩心、测井、录井、三维地震、地球化学实验和生产测试等资料,利用生产动态分析、流体包裹体测温及碳氧同位素测试等多种方法,系统探讨塔里木盆地的构造和流体作用对超深层断控碳酸盐岩缝洞型储层规模、储层质量及其有效性与... 基于露头、岩心、测井、录井、三维地震、地球化学实验和生产测试等资料,利用生产动态分析、流体包裹体测温及碳氧同位素测试等多种方法,系统探讨塔里木盆地的构造和流体作用对超深层断控碳酸盐岩缝洞型储层规模、储层质量及其有效性与连通性的控制机理。研究表明:①走滑断层规模、构造部位与岩石力学层共同控制了缝洞储层的发育规模。断层规模越大,储层规模越大;叠接挤压段的储层规模大于叠接拉分段,纯走滑段的储层规模相对较小;走滑断层的交汇部位、转折部位与端部的储层规模较大;垂向上储层发育的差异性受岩石力学层控制,脆性指数高的岩石力学层更有利于缝洞储层的发育。②多期走滑断层活动及流体改造共同控制了缝洞储层的有效性演化及其非均质性。加里东晚期—海西早期的大气淡水活动期为缝洞储层主要形成期;海西晚期热液活动进一步加剧了有效储集空间分布的非均质性。③走滑断层构造部位和现今地应力控制了缝洞储层连通性。叠接拉分段缝洞储层连通性好于纯走滑段,叠接挤压段较差;与现今地应力方向近平行的走滑断层控制的缝洞储层连通性好。优质缝洞型储层平面上主要分布于走滑断层的叠接拉分段两侧断层交汇区域,叠接挤压段中部区域、纯走滑段交叉部位、转折部位和端部的羽状断层区;剖面上集中于高脆性指数的岩石力学层段。 展开更多
关键词 构造流体作用 缝洞型储层 走滑断层 岩石力学层 碳酸盐岩 超深层 塔里木盆地
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聚合物与纳米乳液疏水缔合自组装页岩油水平井用超分子压裂液 被引量:1
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作者 薛小佳 刘晓庆 +5 位作者 王德玉 武安安 吴江 王晨 李昌恒 彭长江 《油田化学》 北大核心 2025年第2期227-235,共9页
针对常规滑溜水压裂液难以进入页岩储层的微-纳孔喉,携砂能力、补能效果和渗吸效率较差的问题,通过研发季铵型两性聚丙烯酰胺共聚物减阻剂(RW)和阴-非离子复配表面活性剂(烷基酚聚氧乙烯醚和α-烯烃磺酸盐的混合物)纳米乳液(DO-2),利用... 针对常规滑溜水压裂液难以进入页岩储层的微-纳孔喉,携砂能力、补能效果和渗吸效率较差的问题,通过研发季铵型两性聚丙烯酰胺共聚物减阻剂(RW)和阴-非离子复配表面活性剂(烷基酚聚氧乙烯醚和α-烯烃磺酸盐的混合物)纳米乳液(DO-2),利用疏水缔合作用实现聚合物与纳米乳液分子间的自组装,得到适用于页岩油体积压裂的超分子压裂液体系。其中,滑溜水配方为0.1%DO-2+0.1%RW,携砂液配方为0.1%DO-2+0.3%RW。通过静态吸附量、接触角、减阻率、残渣量和岩心渗透率等参数的测定,评价了纳米乳液和超分子压裂液的性能。结果表明,纳米乳液粒径小(约10 nm),在岩心表面的吸附损耗(约1 mg/g)较低,润湿反转能力较好,可将油湿岩心表面的接触角由126°增至154°,因而能顺利进入致密储层深部的纳米孔喉,具备良好的渗吸置换驱油潜力。通过调整减阻剂RW的浓度实现在线变黏,简化作业流程。超分子压裂液具有低摩阻(减阻率>70%)、润湿改性能力强(油滴接触角增幅超30°)、残渣含量低(携砂液残渣含量低至25 mg/L)、储层基质伤害小(携砂液破胶液岩心伤害率仅为15.2%)等特点。2021—2023年,该超分子压裂液在庆城页岩油规模应用208口井,单井初期产量由12.6 t/d提高至14.0 t/d,平均见油返排率由10.5%降至7.1%,提产增效效果显著。该技术可为其他同类非常规页岩油藏高效开发提供示范和借鉴。 展开更多
关键词 页岩油 水平井 超分子压裂液 纳米乳液 表面活性剂 疏水缔合 渗吸置换
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深层煤岩压裂液稠化剂吸附损害机理与控制对策 被引量:3
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作者 游利军 钱锐 +1 位作者 康毅力 王艺钧 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第1期185-193,共9页
选取鄂尔多斯盆地石炭系本溪组典型8~#深层煤岩开展静态吸附和动态损害实验,评价压裂液稠化剂羟丙基胍胶和聚丙烯酰胺在深层煤岩表面的吸附量和吸附引起的渗透率损害;采用原子力显微镜定量表征稠化剂的吸附形貌,分析稠化剂吸附的主要控... 选取鄂尔多斯盆地石炭系本溪组典型8~#深层煤岩开展静态吸附和动态损害实验,评价压裂液稠化剂羟丙基胍胶和聚丙烯酰胺在深层煤岩表面的吸附量和吸附引起的渗透率损害;采用原子力显微镜定量表征稠化剂的吸附形貌,分析稠化剂吸附的主要控制因素,同时采用Zeta电位、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱等技术揭示稠化剂的吸附机理。研究表明:实验条件下,深层煤岩对羟丙基胍胶、聚丙烯酰胺的吸附量分别为3.86mg/g和3.29mg/g,吸附后煤岩渗透率分别下降35.24%~37.01%和14.31%~21.93%;压裂液稠化剂吸附层厚度与稠化剂质量分数正相关,与温度负相关,pH值降低将减小羟丙基胍胶吸附层厚度、使聚丙烯酰胺吸附层厚度分布频率更集中;官能团缩聚、分子间作用力是深层煤岩吸附压裂液稠化剂的化学和物理作用力。通过优化稠化剂质量分数、对稠化剂分子进行化学改性、对聚合物进行氧化生热降解、添加解吸附剂等方法可降低煤岩微纳米级孔隙、裂缝的损害风险。 展开更多
关键词 深层煤岩气 压裂液 稠化剂 吸附形貌 吸附机理 控制因素 渗透率损害 损害预防
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深层裂缝性气藏流固耦合下钻井液漏失规律数值研究 被引量:1
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作者 王志远 刘徽 +2 位作者 孙宝江 刘洪涛 娄文强 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期52-61,共10页
钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对... 钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对比,验证了模型的准确性;基于该模型,系统分析了裂缝性气藏地质构造、基质参数、裂缝参数和井底压差等因素对漏失的影响规律,修正了传统统计学漏失模型,提出了适用于裂缝性气藏的漏失速率计算方法。研究结果表明,裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝增宽呈对数函数增长,增长趋势先急后缓,随着井底压差和裂缝长度增大呈线性增长;发育有断层裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝宽度和井底压差增大呈指数增长,随着井眼与断层的距离增大呈对数式减小。研究结果为完善裂缝性气藏井漏规律和优选防漏堵漏技术提供了理论依据。 展开更多
关键词 裂缝性气藏 井漏 气液两相流动 流固耦合 断层
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孔隙流体及压力对CO_(2)压裂裂缝特性的影响——以鄂尔多斯盆地三叠系长6段致密砂岩储层为例
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作者 王海柱 余星 +7 位作者 石明亮 王斌 薛小佳 陈文斌 陶亮 张国新 Cheremisin Alexey Stanchits Sergey 《天然气工业》 北大核心 2025年第9期114-124,共11页
在储层压裂改造过程中,注入流体会改变储层孔隙流体压力以及岩石有效应力,从而影响压裂裂缝的扩展行为。为此,以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长6段致密砂岩储层为研究对象,采用高温高压拟三轴压裂实验系统,结合岩心CT扫描及裂缝三维重构技... 在储层压裂改造过程中,注入流体会改变储层孔隙流体压力以及岩石有效应力,从而影响压裂裂缝的扩展行为。为此,以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长6段致密砂岩储层为研究对象,采用高温高压拟三轴压裂实验系统,结合岩心CT扫描及裂缝三维重构技术,研究了储层孔隙中注入不同类别流体(ScCO_(2)、N_(2)和水等)以及在不同压力情况下对致密砂岩储层压裂裂缝形态的影响。研究结果表明:①在相同孔隙压力流体并清水压裂条件下,注入ScCO_(2)和N_(2)均能降低岩石的起裂压力,其中ScCO_(2)影响最大,与无孔隙流体试样相比起裂压力降低了24.04%;②与无孔隙流体试样相比,孔隙中充满水的压裂试样起裂压力有所升高(上升约1.1%);③与3种相同孔隙压力流体下的清水压裂相比,ScCO_(2)压裂起裂压力最低,裂缝扩展形态也最复杂,裂缝平均分形维数增大了1.85%;④注入岩石孔隙中CO_(2)压力越高,ScCO_(2)压裂后裂缝的形态越复杂,ScCO_(2)的黏度最低,易在孔隙中流动,压裂时更容易沟通天然裂隙和寻找岩石弱面,激发裂缝扩展,加之高孔隙压力降低了岩石的有效应力,从而降低了起裂压力,并诱导产生了复杂裂缝网络。结论认为,在非常规储层压裂改造时,建议向致密储层内注入一定量的CO_(2),使孔隙压力达到储层有效应力的60%~80%后,再进行ScCO_(2)压裂,以达到提升压裂改造效果的作用,该方法为非常规油气储层CO_(2)高效压裂改造提供了理论和方法支撑。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 致密砂岩储层 孔隙流体 起裂压力 水力压裂 裂缝形态 三维裂缝重构 分形维数
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页岩气井压裂返排液地化性质与返排特征——以四川盆地泸州地区为例
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作者 杨学锋 周安富 +5 位作者 常程 季春海 文冉 谢维扬 付永红 蒋裕强 《断块油气田》 北大核心 2025年第5期790-797,共8页
页岩气井压裂返排液地化性质研究有助于认识压裂返排液组成、高矿化度来源及储层性质与伤害,揭示页岩气保存条件与压裂效果。该研究选取泸州地区5口页岩气水平井(2口清水压裂井,3口压裂返排液重复利用井)压裂返排液,分析了压裂返排液离... 页岩气井压裂返排液地化性质研究有助于认识压裂返排液组成、高矿化度来源及储层性质与伤害,揭示页岩气保存条件与压裂效果。该研究选取泸州地区5口页岩气水平井(2口清水压裂井,3口压裂返排液重复利用井)压裂返排液,分析了压裂返排液离子、总矿化度及稳定同位素的返排特征。结果表明:1)随着返排时间的增加,清水压裂井压裂返排液地化性质具有总矿化度增加、稳定同位素变重、新离子组分出现的特征,揭示了压裂返排液中含有地层水,而压裂返排液重复利用井总矿化度和稳定同位素变比重初始值高,随后缓慢上升。2)泸211井压裂返排液具有钠氯系数大、变异系数小、总矿化度高、稳定同位素重、硝酸根离子质量浓度高的特征,反映出了该井地层水的封闭性不佳,不利于页岩气富集。3)依据流动方程和物质量平衡方程,构建了压裂返排液中压裂液含量的计算模型,在相似地质条件和工艺措施下,认为压裂液返排率越低压裂效果与生产效果越好,为单井生产措施制定提供了数据参考。 展开更多
关键词 压裂返排液 总矿化度 稳定同位素 压裂效果 页岩气井
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大牛地8^(#)煤与压裂液相互作用机制分析
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作者 胡艾国 王翔 +4 位作者 祁生金 常辉 王子雨 杨阳 鲁红升 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第8期2352-2362,共11页
煤层气开采过程中常采用水力压裂技术进行储层改造,压裂液侵入会导致煤岩储层物性改变;但压裂液与煤岩之间相互作用的规律仍不明确,不利于压裂液的选择和现场施工设计。以大牛地8#煤与现场用压裂液为基础,开展压裂液与煤岩相互作用规律... 煤层气开采过程中常采用水力压裂技术进行储层改造,压裂液侵入会导致煤岩储层物性改变;但压裂液与煤岩之间相互作用的规律仍不明确,不利于压裂液的选择和现场施工设计。以大牛地8#煤与现场用压裂液为基础,开展压裂液与煤岩相互作用规律研究。考察压裂液对煤岩表面性质、表面官能团及微观形貌的影响,研究压裂液对煤岩矿物组成变化,孔隙结构及甲烷解吸的影响规律。结果表明,压裂液侵入后会与煤岩发生化学反应,同时通过吸附和溶蚀作用导致煤岩亲水性增加,表面粗糙度增加。弱酸型的清洁压裂液能够溶蚀方解石,黄铁矿及部分黏土矿物,增加煤岩小孔占比。然而,清水、粉剂压裂液与变黏压裂液对白云石、方解石、黄铁矿和黏土矿物反应微弱,与石英、有机质基本不发生反应;浸泡后,煤岩水化严重,导致部分小孔堵塞。采用自制甲烷解吸装置评价了不同类型压裂液对甲烷解吸量的影响;结果表明,变黏压裂液的解吸效果好于清水、粉剂压裂液和清洁压裂液。低粘压裂液在1 MPa、3 MPa、5 MPa下的解吸量分别为1.4 mL/g、1.45 mL/g、1.47 mL/g,而高粘压裂液的解吸量分别为1.35 mL/g、1.42 mL/g、1.45 mL/g。增加甲烷分压,甲烷最大解吸量增加不明显,但解吸速率加快。因此,开发低粘度、低吸附和高携砂的压裂液有利于提高煤层气产量。 展开更多
关键词 煤层气 压裂液 相互作用 孔隙结构 矿物变化 甲烷解吸
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两流体模拟中固相应力对支撑剂堆积的影响研究
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作者 周航宇 郭建春 +3 位作者 张涛 陈伟华 陈一鑫 曾冀 《计算力学学报》 北大核心 2025年第5期765-771,共7页
缝内支撑剂运动属于狭长空间中的稠密颗粒流问题,两流体法在该类矿场尺度颗粒流的数值模拟研究上极具应用前景,但其现有的固相应力模型尚无法准确描述支撑剂堆积过程。本文通过实验分析了支撑剂堆积在液流冲刷下形态变化的物理过程,指... 缝内支撑剂运动属于狭长空间中的稠密颗粒流问题,两流体法在该类矿场尺度颗粒流的数值模拟研究上极具应用前景,但其现有的固相应力模型尚无法准确描述支撑剂堆积过程。本文通过实验分析了支撑剂堆积在液流冲刷下形态变化的物理过程,指出黏聚力对堆积状态改变的重要影响。在此基础上,结合支撑剂输送数值模拟和支撑剂悬浮液黏度测试结果,分析颗粒径向分布函数对固相运动压力的影响以及固相总压力变化趋势,确定固相摩擦压力随颗粒体积分数的变化速度;基于颗粒物质力学理论和支撑剂堆积直剪试验结果,将支撑剂堆积黏聚力考虑到固相摩擦黏度模型中。研究表明,改进后的固相摩擦应力模型能够捕捉更大的堆积剖面角和沉降剖面角,从而正确模拟支撑剂堆积过程。 展开更多
关键词 滑溜水压裂 支撑剂堆积 两流体法 径向分布函数 固相摩擦应力
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热化学流体对致密储层破裂压力的影响
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作者 赖枫鹏 张浩楠 +3 位作者 曹龙涛 刘开元 赵千慧 苗丽丽 《特种油气藏》 北大核心 2025年第4期87-93,共7页
针对非常规油气高效开发领域中,在降低破裂压力以提升压裂效率方面所面临的问题,运用机理分析、数值模拟、综合对比等方法,对优选出的氯化铵与亚硝酸钠(NH 4Cl-NaNO 2)反应放热体系展开研究,明确该放热体系在致密砂岩岩心中产生的温度... 针对非常规油气高效开发领域中,在降低破裂压力以提升压裂效率方面所面临的问题,运用机理分析、数值模拟、综合对比等方法,对优选出的氯化铵与亚硝酸钠(NH 4Cl-NaNO 2)反应放热体系展开研究,明确该放热体系在致密砂岩岩心中产生的温度与压力变化规律及其对岩石力学参数的影响,并对比了该体系和常规水力压裂对破裂压力及裂缝起缝的影响。结果表明:NH 4Cl-NaNO 2放热体系在岩心中最高可产生133℃的高温和11 MPa的高压,模拟结果与室内实验相符,该体系能有效增加致密砂岩杨氏模量并降低泊松比,其岩石破裂压力与常规水力压裂相比降低23.76%。该研究对推动非常规油气高效开发,提升热化学流体压裂技术应用水平具有重要意义。 展开更多
关键词 热化学流体 致密储层 破裂压力 岩石力学参数 数值模拟
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川东铜锣峡气田裂缝性灰岩地层井壁稳定离散元数值模拟
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作者 石祥超 张琴 +2 位作者 卓云 高雷雨 贾熹文 《钻采工艺》 北大核心 2025年第4期27-36,共10页
在钻井过程中裂缝性地层井壁稳定问题突出,传统力学模型难以准确评价井壁失稳机理。为深入研究裂缝性灰岩地层的井壁稳定性,以铜锣峡气田X井为例,利用井壁成像测井图像处理方法提取裂缝形态,建立了三维离散元井壁稳定模型,研究了不同钻... 在钻井过程中裂缝性地层井壁稳定问题突出,传统力学模型难以准确评价井壁失稳机理。为深入研究裂缝性灰岩地层的井壁稳定性,以铜锣峡气田X井为例,利用井壁成像测井图像处理方法提取裂缝形态,建立了三维离散元井壁稳定模型,研究了不同钻井液密度下裂缝井壁的失效和变形。研究表明:在无钻井液支撑时,井壁破坏单元主要集中在水平最小主应力方向上和裂缝与井筒切割位置;在裂缝倾角较大处,井壁位移明显增加,随着钻井液密度的增加,井壁附近的破坏单元数量减少,主要集中在裂缝附近且井壁变形减小;钻井液密度从0提高到1.2 g/cm3时,可以有效增加井壁最小主应力,同时降低最大主应力,使得两者差值减小,井壁稳定性增强。研究结果为裂缝性灰岩地层安全高效钻井提供了重要参考。 展开更多
关键词 裂缝性地层 三维离散元 钻井液密度 井壁稳定
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煤岩体多场多相流体介质压裂试验装置研制与监测应用
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作者 种照辉 邱冠众 +2 位作者 姚强岭 李学华 苏逢生 《煤炭学报》 北大核心 2025年第9期4324-4341,共18页
煤岩体压裂物理试验是检验理论推导、数值计算是否有效可靠的重要途径,同时也可为现场工业性应用提供技术支持。但在不同流体介质压裂试验对比、内部裂缝扩展监测方面仍存在不足。为掌握液态、气态、超临界态等多相流体介质注入条件下... 煤岩体压裂物理试验是检验理论推导、数值计算是否有效可靠的重要途径,同时也可为现场工业性应用提供技术支持。但在不同流体介质压裂试验对比、内部裂缝扩展监测方面仍存在不足。为掌握液态、气态、超临界态等多相流体介质注入条件下煤岩体在应力−裂隙−渗流多物理场中压裂裂缝的扩展机制,自主研发了煤岩体多场多相流体介质压裂试验装置。试验装置主要由高压流体注入模块、真三轴液压伺服模块、回压计量模块、数据信息采集模块组成。具体特点如下:①不同压裂液的注入装置通过管路分别与KDHSH100型双缸高压精密注入泵或气体增压泵相连接,之后通过真三轴仪的气液进口与压裂管连接煤岩体试样开展压裂试验;②高压流体介质泵注压力控制范围可达40 MPa,X/Y/Z三方向最大加载压力均为50 MPa,可容纳300 mm×300 mm×300 mm以内大尺寸试样开展试验;③可采用声发射信号的时域、频域、空间等多方面推演压裂裂缝扩展的隐蔽信息。利用该装置开展了胍胶水、纯水、N_(2)、超临界二氧化碳(SC-CO_(2))等4种流体介质的真三轴压裂试验,揭示了不同流体介质压裂试样过程中声发射时域−频域−空间响应规律,分析了泵注压力、破裂形态、振铃计数、频域频率和幅值、空间定位等声发射多元信息。试验结果表明:4种介质中,SC-CO_(2)作为压裂液注入试样产生最多的次生裂缝。注入介质为液体时,声发射振铃计数只是在一定范围内波动;声发射信号主控频率主要集中在高频段(HF),占比均超过78%。而注入介质为非液态时,声发射振铃计数会在起裂压力附近出现突增,这是由于非液体介质的高压缩性在试样低渗透条件下产生憋压作用导致岩体破裂。液体介质压裂试样破坏事件的空间信息都集中在恒定稳压和致裂卸压阶段,N_(2)压裂过程中破裂定位事件主要在缓慢增压和快速卸压阶段产生,而SC-CO_(2)压裂则主要集中在快速卸压阶段。 展开更多
关键词 煤岩体压裂 高压流体 模拟试验装置 裂缝扩展 声发射监测
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超深超高温碳酸盐岩储层酸压改造酸液技术研究进展及展望
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作者 郭建春 肖彬 +1 位作者 刘子豪 苟波 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第5期17-25,共9页
目的酸压是超深碳酸盐岩储层控储提产的核心技术,而酸液体系是酸压工程的“血液”,其性能直接决定了酸压技术的革新与储层改造效果提升,因此,厘清超深层碳酸盐岩储层改造酸液技术现状,展望未来研究方向至关重要。方法基于文献调研与工... 目的酸压是超深碳酸盐岩储层控储提产的核心技术,而酸液体系是酸压工程的“血液”,其性能直接决定了酸压技术的革新与储层改造效果提升,因此,厘清超深层碳酸盐岩储层改造酸液技术现状,展望未来研究方向至关重要。方法基于文献调研与工程实践,对比分析盐酸基与非盐酸基缓速酸液体系的性能差异。结果盐酸基缓速酸主要包括增黏缓速的胶凝酸、交联酸、转向酸,以及H^(+)屏蔽吸附缓速的单相酸;而非盐酸基主要包括控制H^(+)产生速率的复合有机酸和自生酸等;不同酸液体系造缝、刻蚀机理差异明显。结论现有酸液体系能够满足180℃以下储层改造需要。针对180℃以上储层改造需从关键添加剂研制、酸液体系构建、作用机理分析、应用技术配套等方面开展研究,实现突破。 展开更多
关键词 超深层 超高温 碳酸盐岩 酸液体系 酸压模型
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页岩油藏压裂液流动机制及其对生产的影响
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作者 宋兆杰 韩啸 +3 位作者 王秀坤 官全胜 张翊航 宋刚祥 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第5期107-118,共12页
为明确页岩油藏中压裂液的流动机制及其对生产的影响规律,更好地指导页岩油水平井高效压裂投产,以我国X页岩油藏为例,分析总结了3类典型井(组)的生产特征,利用不同岩性页岩岩心开展了压裂液自发渗吸试验,明确了压裂液渗吸及波及规律,并... 为明确页岩油藏中压裂液的流动机制及其对生产的影响规律,更好地指导页岩油水平井高效压裂投产,以我国X页岩油藏为例,分析总结了3类典型井(组)的生产特征,利用不同岩性页岩岩心开展了压裂液自发渗吸试验,明确了压裂液渗吸及波及规律,并结合岩心尺度裂缝−基质双重介质数值模拟,考虑天然微裂缝发育程度和井间压裂干扰等因素,揭示了压裂液的滞留、排采机制及其对生产效果的影响规律。研究结果表明:页岩油藏天然微裂缝是压裂液的主要储集空间,也是压裂液进入基质的主要流动通道;水平井排采过程中,天然微裂缝随着有效应力增大逐渐闭合,压裂液被“水锁”并滞留在天然微裂缝中,一方面保持了地层能量,另一方面压裂液继续流向基质深处与原油进行渗吸置换;天然微裂缝的发育程度是影响水平井产能的关键因素,天然微裂缝发育程度越高,压裂液渗吸量越大,在基质的作用深度越深,生产时压裂液返排率及稳定含水率越低,水平井产能越高;页岩油老井被加密新井压窜后,压裂液在压差作用下进入并占据阻力更小的大孔道,堵塞了自发渗吸排油的小孔道,形成“液阻效应”,破坏自发渗吸进程,导致向基质渗吸的量减少;同时,老井基质孔隙内的原油与新、老井间高导流裂缝中的压裂液形成“竞争流动”,导致老井基质孔隙内原油动用程度降低,产油量急剧降低,含水率陡增。研究结果可为我国陆相页岩油高效开发提供理论指导。 展开更多
关键词 页岩油藏 压裂液 天然微裂缝 自发渗吸 含水率 返排率 井间干扰
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滑溜水压裂返排液在钻井液中资源化利用 被引量:2
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作者 刘怀珠 赵康宁 +5 位作者 陈东 张超 常晓峰 张洁 张望远 张帆 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第1期127-133,共7页
针对滑溜水压裂返排液排放量大且成分复杂,难以实现“不落地”处理的技术难题,通过优化滑溜水压裂返排液处理工艺,最大程度地保留有效成分,将处理后的滑溜水压裂返排液作为钻井液组分,实现返排液中水资源和部分处理剂的资源化利用。利... 针对滑溜水压裂返排液排放量大且成分复杂,难以实现“不落地”处理的技术难题,通过优化滑溜水压裂返排液处理工艺,最大程度地保留有效成分,将处理后的滑溜水压裂返排液作为钻井液组分,实现返排液中水资源和部分处理剂的资源化利用。利用处理后的滑溜水压裂返排液构建了环保型低摩阻钻井液体系配方:配浆水+4%钠基膨润土+0.3%Na2CO3+3%聚糖+0.1%FA-367+1.0%CMC-LV+1.0%油酸甲酯。结果显示,该钻井液体系在25~150℃的温度范围内流变性能稳定,滚动回收率保持在90%以上,线性膨胀率降低72%以上,润滑因数降低率大于80%,且满足环保性能要求。最后,利用扫描电镜分析了滤饼的微观形貌,验证了其在高温下的抑制性能和降滤失性能。 展开更多
关键词 滑溜水压裂液 水基钻井液 压裂返排液 环境保护 资源化利用
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耐盐抗剪切阳离子缔合型共聚物的制备及性能研究
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作者 赵方剑 何冬月 +1 位作者 代雅兴 张鹏 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第5期89-97,共9页
目的针对压裂液用聚合物在剪切条件下易断链、耐盐性不足的问题,设计合成兼具抗剪切与耐盐特性的阳离子缔合型共聚物,为页岩气高效开发提供新型减阻材料。方法以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸钠(NaAA)和两种阳离子改性单体为原料,通过水溶液聚... 目的针对压裂液用聚合物在剪切条件下易断链、耐盐性不足的问题,设计合成兼具抗剪切与耐盐特性的阳离子缔合型共聚物,为页岩气高效开发提供新型减阻材料。方法以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸钠(NaAA)和两种阳离子改性单体为原料,通过水溶液聚合合成了两种缔合型丙烯酰胺共聚物,对合成产物进行了结构表征、微观形貌、抗盐性能、抗剪切性能和减阻性能测试。结果红外光谱和核磁共振氢谱证实制备的共聚物为目标产物,微观扫描电镜显示其具有显著的空间网络结构。两种改性聚合物质量浓度>3000 mg/L时,表现为高弹低黏流体。在170 s^(−1)下剪切60 min,两种聚合物的黏度保留率均>88%,1000 s^(−1)时表观黏度均>25.0 mPa·s,抗剪切效果显著。在相同实验条件(聚合物质量浓度为500 mg/L、管道流量为45 L/min)下,两种聚合物溶液均展现出良好的降阻效果:其中P(AM/NaAA/AQAS3)聚合物溶液在NaCl质量浓度为10000 mg/L的体系中降阻率高达72.54%,在CaCl_(2)质量浓度为2500 mg/L的体系中降阻率为63.52%;P(AM/NaAA/AQAS4)聚合物溶液在NaCl质量浓度为10000 mg/L的体系中降阻率为72.37%,在CaCl_(2)质量浓度为2500 mg/L的体系中降阻率为64.72%。结论设计含不同疏水结构缔合型聚合物,对比其耐盐抗剪切等特性,为含疏水结构的新型耐盐抗剪切缔合型聚合物的研发提供理论依据,为页岩气高性能抗剪切、低摩阻压裂液体系构建提供新思路。 展开更多
关键词 丙烯酰胺共聚物 耐盐抗剪切 疏水缔合聚合物 减阻剂 压裂液
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深部煤层气储层改造技术迭代升级历史与发展方向——以鄂尔多斯盆地东缘大吉区块为例 被引量:5
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作者 徐凤银 甄怀宾 +9 位作者 李曙光 王峰 张雷 王玉斌 余维初 朱卫平 徐博瑞 杨贇 赵海峰 白坤森 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期1-18,共18页
2019年,中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2000 m的深部8号煤层,实施了储层改造适应性技术攻关,取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破,有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程,由此带动中国煤层气... 2019年,中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2000 m的深部8号煤层,实施了储层改造适应性技术攻关,取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破,有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程,由此带动中国煤层气产业进入发展史上最佳时期。5 a多来的实践证明,储层改造技术进步和迭代升级是推动深部煤层气效益开发和增储上产的关键技术路径。针对深部煤层气实现效益开发以来储层改造技术所经历的阶段与迭代历程,系统梳理出体积酸化、大规模体积、超大规模体积、地质工程一体化精益等4种压裂迭代技术,并对其分别进行了实施效果评价,也对相应压裂液体系性能进行了简要分析。从追求基质改造到大规模缝网形成,从追求极限改造体积到井网缝网精益弥合,逐步上升到多种储层改造的新技术和先进理念,将基于地质特征的精细化压裂设计在实践中应用,取得显著效果;指出深部煤储层改造仍面临5方面问题挑战和优化空间,包括:超大规模压裂水资源消耗及返排液处理难度大、智能化压裂模式攻关、协同压裂方法尚不成熟、深部中低阶煤层压裂技术体系亟待建立、压裂液功能仍不完善等。针对存在的问题和挑战,提出六大发展方向:①深化推动减水压裂;②开展鱼骨水平井+基质酸化大规模减水增产技术攻关;③加大实现人工智能技术在智能化压裂和压后评估中的应用突破;④开展基于井组缝网弥合协同压裂工艺研发和应用;⑤加强深部中低阶煤储层改造技术体系研发和实践;⑥研发进一步实现降本增效和提高深部煤层气采收率的新压裂材料。 展开更多
关键词 深部煤层气 储层改造 压裂技术 迭代升级 压裂液 地质工程一体化
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