纹层对页岩力学性质的影响及其对水力压裂的启示

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作者 王小琼 钟毅 +7 位作者 万有余 温野群 吴珊 张木杨 申颍浩 葛洪魁 鲜成钢 陈浩 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期92-100,共9页

英雄岭页岩油纵向层系厚,具有高频旋回沉积特征,主要发育纹层状和层状页岩,岩性复杂,非均质性强,甜点识别难度大。以英雄岭干柴沟组纹层状页岩和层状页岩为研究对象,通过岩石力学试验,结合现场水力压裂微震及施工曲线分析,得到纹层对页... 英雄岭页岩油纵向层系厚,具有高频旋回沉积特征,主要发育纹层状和层状页岩,岩性复杂,非均质性强,甜点识别难度大。以英雄岭干柴沟组纹层状页岩和层状页岩为研究对象,通过岩石力学试验,结合现场水力压裂微震及施工曲线分析,得到纹层对页岩力学性质及裂缝扩展的影响,并提出压裂对策建议。结果表明:相较于层状页岩,纹层状页岩天然微裂隙更发育;纹层状页岩抗压强度更低,破裂后产生的裂隙体积应变要小于层状页岩,主要是纹层状页岩形成的裂缝开度小,与现场压裂施工曲线上没有明显的破裂压力降结果一致;纹层状页岩压裂裂缝易沿纹层结构扩展,形成数量更多更为复杂的裂缝网络;纹层状页岩裂缝数量多,复杂度高,裂缝比表面积大,见油速度快,是更优的工程甜点;对于纹层状页岩建议采用“冻胶+滑溜水”复合压裂工艺,先以高黏冻胶撑开纹层的小开度裂缝,携砂支撑,增加裂缝有效性,再以滑溜水促进复杂裂缝网络扩展。 展开更多

关键词 页岩油储层 英雄岭 岩石力学 纹层 水力压裂

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鄂尔多斯盆地东缘杨家坡区块煤层气开发潜力评价及开发地质单元划分

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作者 张海锋 张兵 +2 位作者 魏超 杜丰丰 冯冬 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第19期7920-7929,共10页

为评价鄂尔多斯盆地东缘杨家坡区块煤层气开发潜力,优化其开发地质单元划分方法,采用储层精细描述技术、类比法与多层次模糊综合评价法,对区块4+5号与8+9号煤层地质、资源、储层、水文及合采地质条件进行描述,开展与北部保德区块地质条... 为评价鄂尔多斯盆地东缘杨家坡区块煤层气开发潜力,优化其开发地质单元划分方法,采用储层精细描述技术、类比法与多层次模糊综合评价法,对区块4+5号与8+9号煤层地质、资源、储层、水文及合采地质条件进行描述,开展与北部保德区块地质条件对比,剖析总结杨家坡区块煤层气开发难点,优化煤层气开发潜力评价与开发地质单元划分方法。结果表明:杨家坡区块单煤层资源条件较差,两煤层累计资源丰度为1.08×10^(8)m^(3)/km^(2)。储层渗透性较好,层间物性差异较小,具备合层开发潜力。断层对300 m范围内煤储层含气量、渗透率具有重要影响,同时增加沟通顶板含水层的风险。应用煤层气开发地质单元划分方法,评价了杨家坡区块煤层气开发潜力与合采兼容性,划分了3个级别潜力区6个开发地质单元,指出杨家坡区块中部适合合层开发,西北部的部分区域适合合层开发,东北部适合接替开发。 展开更多

关键词 煤层气 开发潜力评价 开发地质单元 类比法 多层次模糊综合评价 杨家坡区块

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新型非旋转封隔器在探井测试中的研究与应用 被引量：7

3

作者 高科超 杨子 +3 位作者 尚锁贵 张兴华 吴轩 王雪飞 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2017年第1期115-117,共3页

为了解决RTTS系列封隔器在半潜式平台作业以及大斜度井中坐封难的问题,探井测试作业中引进了新型的非旋转封隔器。通过对非旋转封隔器的适用性研究和在现场作业中实际应用,证明新型的非旋转封隔器能成功坐封且能满足常规和酸化储层改造... 为了解决RTTS系列封隔器在半潜式平台作业以及大斜度井中坐封难的问题,探井测试作业中引进了新型的非旋转封隔器。通过对非旋转封隔器的适用性研究和在现场作业中实际应用,证明新型的非旋转封隔器能成功坐封且能满足常规和酸化储层改造工艺方面的测试作业要求。而对新型的非旋转封隔器存在的疑难问题和关键技术控制方面的分析讨论,可为其在半潜式钻井平台或大斜度井中应用提供一定的借鉴性作用,在提高作业安全性能的同时,可大大降低作业成本。 展开更多

关键词 非旋转封隔器 大斜度井 半潜式平台

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海上油田深层潜山裸眼测试管柱的应用与研究 被引量：7

4

作者 高科超 尚锁贵 +2 位作者 冯卫华 吴轩 杨子 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2018年第1期62-64,共3页

随着渤海油田勘探程度逐年深入,其勘探领域也逐渐拓宽,深层潜山油气藏、高温高压油气藏、含硫油气藏等复杂油气藏都相继发现。由于深井井身结构复杂,常规测试管柱难以满足该类复杂井的测试作业。在高安全要求的前提下,针对渤中区块深层... 随着渤海油田勘探程度逐年深入,其勘探领域也逐渐拓宽,深层潜山油气藏、高温高压油气藏、含硫油气藏等复杂油气藏都相继发现。由于深井井身结构复杂,常规测试管柱难以满足该类复杂井的测试作业。在高安全要求的前提下,针对渤中区块深层潜山气层裸眼测试管柱进行优化,通过RD旁通试压阀和RDTST阀的配合使用,解决了该区深层潜山裸眼测试难题,形成了一种新的深层潜山裸眼测试管柱技术。 展开更多

关键词 渤海深层潜山 复杂气井 有毒有害气体 地层测试 测试管柱新工艺

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一种安全高效的多功能测试管柱 被引量：5

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作者 李三喜 冯大龙 +2 位作者 黄伟 吴轩 陶亮 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2019年第2期128-130,共3页

随着海洋勘探领域的不断扩大,海上油田的勘探方向也逐渐转向深层油气藏、高温高压油气藏等复杂油气藏,我国东海海域深层低渗-致密气藏储量占据相当大比例,且勘探开发难度大,因此针对低渗-致密气藏井的测试技术受到重视。本文围绕深层低... 随着海洋勘探领域的不断扩大,海上油田的勘探方向也逐渐转向深层油气藏、高温高压油气藏等复杂油气藏,我国东海海域深层低渗-致密气藏储量占据相当大比例,且勘探开发难度大,因此针对低渗-致密气藏井的测试技术受到重视。本文围绕深层低渗-致密气藏的勘探问题,从安全、高效、适用范围广的角度出发,介绍一种新型多功能测试管柱,实现一趟管柱多种目的,除具有常规测试管柱的功能外,还具有自动灌液、分段试压、循环调整测试液参数、顶替诱喷液垫等功能,能最大限度保障作业成功率,降低作业成本,满足测试作业需求,有效解决在低孔渗气藏的储层改造和测试中遇到的难题。 展开更多

关键词 深层低渗 致密气藏 多功能 安全高效 测试管柱

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深水测试地面设备模块化系统研发与应用 被引量：3

6

作者 靳书凯 张崇 +3 位作者 孟文波 王尔钧 田向东 魏剑飞 《石油机械》 2016年第5期41-44,共4页

深水测试作业地面测试流程存在费用高昂、占据钻井平台空间及影响钻井作业效率等问题。通过开展深水测试流程模块化设计及技术体系自主研发,以HYSY981平台为载体,提出了具有自主知识产权的深水地面测试流程模块化方案。深水测试地面设... 深水测试作业地面测试流程存在费用高昂、占据钻井平台空间及影响钻井作业效率等问题。通过开展深水测试流程模块化设计及技术体系自主研发,以HYSY981平台为载体,提出了具有自主知识产权的深水地面测试流程模块化方案。深水测试地面设备模块化系统包括缓冲罐模块、分离器模块、加热器模块、井口高压模块和泵组模块。设计校核结果表明,该系统不但满足深水测试地面流程高安全性的要求,且能极大地提高测试作业时效,节省测试成本;同时打破了国外技术垄断,提高了我国深水测试技术整体水平和国际竞争力。这对保障我国深水测试作业的安全和时效具有重要意义,并可推广到其他深水平台及深水作业区块。 展开更多

关键词 深水 测试作业 地面设备 模块化 测试流程 安全 适应性分析

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考虑薄煤层影响的致密砂岩气藏地质工程双甜点评价方法——以鄂尔多斯盆地神府区块为例 被引量：1

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作者 张兵 周展 +7 位作者 米洪刚 朱海燕 张兆鹏 魏超 徐伟 龚丁 王泽宇 贺甲元 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期170-181,共12页

在薄煤层发育的致密砂岩气藏,由于薄煤层割理发育且塑性较强,容易限制水力压裂裂缝的缝高扩展,进而导致遴选的地质、工程双甜点区域的实际产能无法达到预期效果。为获得更加准确的双甜点评价结果,以鄂尔多斯盆地神府南区致密砂岩气藏为... 在薄煤层发育的致密砂岩气藏,由于薄煤层割理发育且塑性较强,容易限制水力压裂裂缝的缝高扩展,进而导致遴选的地质、工程双甜点区域的实际产能无法达到预期效果。为获得更加准确的双甜点评价结果,以鄂尔多斯盆地神府南区致密砂岩气藏为研究对象,首先构建了多属性融合的地质、工程双甜点评价模型,然后开展了双甜点三维分布的初次预测,进而采用Abaqus软件分析了煤层厚度、起裂点距煤层垂直距离对水力压裂裂缝穿煤层扩展的影响规律,最后形成了穿煤层双甜点二次优选评价技术。研究结果表明:①当煤层厚度大于等于4 m或起裂点距煤层垂直距离大于等于4 m时,水力压裂裂缝难以纵向穿过煤层扩展,可压性降低;②研究区双甜点指数划分标准为,Ⅰ类双甜点≥0.46,0.37≤Ⅱ类双甜点<0.46,0.30≤Ⅲ类双甜点<0.37。结论认为:①考虑薄煤层影响的致密砂岩气二次甜点评价技术能够准确筛选出优质的地质、工程双甜点,且优选结果与实际高产区域的匹配度较高;②建立的评价方法对于砂泥岩互层非常规储层的开发和多气合采中甜点的同步动用具有较好的理论与实际意义。 展开更多

关键词 神府区块 致密砂岩气 薄煤层 地质工程双甜点 裂缝扩展

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基于经济效益评价的煤层气开发有利区优选——以鄂尔多斯盆地东缘杨家坡区块为例 被引量：5

8

作者 张兵 杜丰丰 +1 位作者 张海锋 魏超 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第6期933-941,共9页

优选煤层气开发的有利区,能为降低煤层气开发投资风险提供重要保障。以鄂尔多斯盆地东缘杨家坡区块山西组4+5号和太原组8+9号煤层为研究对象,通过优选合层开发影响因素,建立了合层开发潜力评价体系;基于煤层气开发特点,采用产能公式,预... 优选煤层气开发的有利区,能为降低煤层气开发投资风险提供重要保障。以鄂尔多斯盆地东缘杨家坡区块山西组4+5号和太原组8+9号煤层为研究对象,通过优选合层开发影响因素,建立了合层开发潜力评价体系;基于煤层气开发特点,采用产能公式,预测了日产气量;基于地质-工程特点,进行了经济效益评价;最终划分了煤层气单层开发、合层开发有利区。结果表明:杨家坡区块煤层气合层开发有利区位于区块的中部及东北部;单层开发4+5号煤层、8+9号煤层与两煤层合层开发的经济极限日产气量分别为982、1063、1270 m^(3);研究区的西北部小部分区域适合进行单层开发,可通过4+5号煤层与8+9号煤层接替开发,提高产气效果;研究区的中南部适合进行合层开发,通过优化排采工作制度,改善产气情况;针对后备区,需进一步查明地质条件、优化施工工艺措施后,再评价开发的可行性。研究结果丰富了多煤层发育区有利区选区方法,为研究区下一步开发方案制定具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 煤层气 经济评价 有利区优选 合层开发 杨家坡区块

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黏土海床管道局部冲刷的模拟研究 被引量：4

9

作者 王腾 蒋栋增 宋斌 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期68-73,共6页

基于黏土的流变特性,将黏土视为一种流体,用Herschel-Bulkley模型模拟,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent建立二维管道冲刷模型,结合SST k-ω湍流模型以及VOF两相流模型对黏土海床上管道局部冲刷进行数值模拟研究。研究分析表明:海底管... 基于黏土的流变特性,将黏土视为一种流体,用Herschel-Bulkley模型模拟,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent建立二维管道冲刷模型,结合SST k-ω湍流模型以及VOF两相流模型对黏土海床上管道局部冲刷进行数值模拟研究。研究分析表明:海底管道的存在增加了海流对海床的剪切应力,随悬空高度增大,海床剪应力逐渐减小。管道冲刷深度主要受黏土的不排水抗剪强度和流场流速的影响,管道的局部冲刷深度随土体强度的增大而减小,屈服应力为150 Pa时其冲刷深度为0.63D,约为屈服应力为600 Pa时的2倍。管道的局部冲刷深度随流速的增大而增大,流速每增加0.2 m/s其管道下方的冲刷深度平均会增加0.16D。受管道对流场的扰动,管道下游的尾流冲刷深度对流场流速大小更为敏感。 展开更多

关键词 黏土 Herschel-Bulkley 管道局部冲刷 CFD

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页岩水力压裂裂缝起裂和扩展断裂力学模型 被引量：10

10

作者 侯振坤 程汉列 +2 位作者 海金龙 张道平 高如超 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第5期99-107,共9页

结合大尺寸真三轴水平井水力压裂物理模拟试验,对龙马溪组页岩的起裂、扩展以及扩展过程中水力裂缝与天然裂缝的相互作用进行了详细的力学分析,并基于断裂力学和流体力学理论知识,建立了水力裂缝起裂和扩展力学模型,推导了相应的断裂力... 结合大尺寸真三轴水平井水力压裂物理模拟试验,对龙马溪组页岩的起裂、扩展以及扩展过程中水力裂缝与天然裂缝的相互作用进行了详细的力学分析,并基于断裂力学和流体力学理论知识,建立了水力裂缝起裂和扩展力学模型,推导了相应的断裂力学判据。结果表明:①起裂方式可以分为3类,即页岩本体张性起裂、沿天然裂缝(层理面)的剪切起裂、沿天然裂缝(层理面)的张拉起裂;②水力裂缝扩展过程中,随着裂缝长度的增加,泵压逐渐减小,最终趋于一个略大于最小水平主应力的稳定值;③水力裂缝与天然裂缝的相互作用类型可根据天然裂缝是否开启分为以下5类,即剪切天然裂缝后穿过、直接穿过天然裂缝、从天然裂缝一端穿过、同时从天然裂缝两端穿过、从某一弱面穿过。研究结果可为页岩气藏水平井压裂开采提供有力技术支持。 展开更多

关键词 龙马溪组页岩 水力压裂 裂缝起裂与扩展 物理模拟 泵压曲线 相互作用 天然裂缝

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基于应力应变曲线的页岩脆性指标分析 被引量：6

11

作者 桑峰军 程汉列 +4 位作者 张晓燕 杨国平 赵建锋 符彩云 张冲 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期63-70,共8页

页岩脆性是评价页岩气储层是否可压的一个重要指标,是储层能否实现商业开采的关键。以南方海相龙马溪组富有机质页岩为研究对象,开展了单三轴压缩试验,依据岩石应力应变曲线建立新的脆性评价指标,并进行验证,在此基础上研究了页岩的脆... 页岩脆性是评价页岩气储层是否可压的一个重要指标,是储层能否实现商业开采的关键。以南方海相龙马溪组富有机质页岩为研究对象,开展了单三轴压缩试验,依据岩石应力应变曲线建立新的脆性评价指标,并进行验证,在此基础上研究了页岩的脆性各向异性特征,结果表明:提出的脆性指标可以较好地反映页岩的脆性特征,标准化系数分别取λ=0.4和η=0.6时效果最好;南方海相龙马溪组页岩储层具有较强的脆性特征,可将其划分为高可压性储层;页岩的脆性指标随着围压增加逐渐降低,降低的速率逐渐减小;页岩的应力应变曲线5个阶段比较明显,随着围压增加,压密阶段逐渐缩短,屈服阶段逐渐变长,残余强度随着围压几乎线性增加;随着围压增加,页岩的峰值强度、弹性模量和软化模量都表现出明显的增加趋势,增幅分别为105.17%,71.74%和97.75%;页岩的脆性指标随着层理倾角增加先减小后增加,表现出"U"形变化规律,在层理倾角θ=0°时取得最大值,θ=30°时取得最小值,各向异性系数高达1.991,具有明显的各向异性特征。 展开更多

关键词 龙马溪组页岩 脆性指标 单三轴压缩试验 力学参数 应力应变曲线 各向异性

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算井子地段地表岩体结构面发育程度评价 被引量：4

12

作者 魏翔 芦安贵 +1 位作者 程汉列 游声刚 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期96-101,共6页

为了探讨结构面发育程度对高放废物地质处置库选址的影响,以甘肃北山算井子地段岩体为研究对象,通过调查地表岩体节理和断层几何特征,采用数理统计方法获得节理产状、密度、间距、迹长和断层产状、断裂带宽度和断层泥厚度等统计数据,提... 为了探讨结构面发育程度对高放废物地质处置库选址的影响,以甘肃北山算井子地段岩体为研究对象,通过调查地表岩体节理和断层几何特征,采用数理统计方法获得节理产状、密度、间距、迹长和断层产状、断裂带宽度和断层泥厚度等统计数据,提出多尺度结构面综合评价指标来评价岩体结构面发育程度。结果表明:BS22和BS23钻孔周围分别发育4个和5个节理优势组,节理产状服从正态分布;BS22和BS23钻孔周围岩体节理平均中点面密度分别为0.037 m^(-2)和0.035 m^(-2),平均迹长分别为20.38 m和17.39 m;解译出断层F1产状为35°∠85°,延伸长度为4.49 km;BS22钻孔周围岩体结构面发育程度更低,更适合作为我国高放废物处置库建造场址。 展开更多

关键词 地表岩体 结构面几何特征 结构面发育程度 高放废物地质处置 算井子地段

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旋流除砂器气—固两相流场模拟分析及结构优化研究 被引量：2

13

作者 宋斌 魏剑飞 +4 位作者 谭振兴 王永慧 何玉发 孙智成 刘世国 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第3期101-105,共5页

旋流除砂器在油气测试现场应用中存在小颗粒固体除砂率低的问题,鉴于此,文章采用计算流体动力学软件(CFD)Fluent中的雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋流除砂器内部的流场特性和运动轨迹进行模拟分析,通过对旋流除砂器敏感性参数... 旋流除砂器在油气测试现场应用中存在小颗粒固体除砂率低的问题,鉴于此,文章采用计算流体动力学软件(CFD)Fluent中的雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋流除砂器内部的流场特性和运动轨迹进行模拟分析,通过对旋流除砂器敏感性参数模拟分析得出:除砂率随着入口流速和工质颗粒直径的增大而增大,且当流速达到10 m/s,颗粒粒径达到5μm时,该型除砂器的除砂率即可达到80%以上,然后基本维持稳定。通过对除砂器结构优化改进,模拟研究发现:将除砂器的圆形入口改为方形入口可以显著提高该型除砂器对小于5μm粒径颗粒的除砂率,且可以有效减小除砂器顶部由于高流速、大粒径造成的颗粒堆积现象,对提高该型设备的现场适用性具有较高意义。 展开更多

关键词 旋流除砂器 雷诺应力模型 离散相模型 除砂率 结构优化 颗粒堆积

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