支撑剂在滑溜水中的运移规律研究

页岩气藏压裂中大量使用低黏滑溜水压裂液,支撑剂在其中的沉降运移规律不同于以往的高黏压裂液,因此需要进行针对性研究。Stokes沉降公式只是考虑单颗粒支撑剂在静止液体中的沉降,没有考虑压裂液输送支撑剂的动态过程,为此进行了公式修正。在此基础上给出大量颗粒干扰沉降时沉降速度与加砂浓度的关系式,同时对影响沉降速度的主要因素,如滑溜水黏度、支撑剂粒径和密度、排量及加砂浓度等进行敏感性计算分析。与室内试验结果对比表明,所用理论方法准确可靠。理论计算进一步表明,采取变黏度压裂液体系和优化施工排量等工艺措施,能够获得较长的支撑裂缝和较大的有效改造体积,为今后的压裂设计和施工优化提供了理论参考。     

支撑裂缝长期导流能力模拟研究

目前主要采用裂缝导流能力仪、生产历史拟合及压力恢复试井法评价支撑缝长期导流能力,已有的方法或难以全面考虑各种伤害因素对导流能力的影响,或测试时间长、难度大、成本高。用颗粒物质力学、对流扩散理论和压力溶蚀理论,考虑支撑剂颗粒成岩作用的3个过程(接触面溶蚀过程、边缘扩散作用控制的传质过程和颗粒自由表面沉淀过程)共同作用的压力溶蚀成岩作用、支撑剂颗粒弹性压缩变形、颗粒排列方式及由弹性和蠕变变形引起的支撑剂颗粒嵌入等因素对导流能力的影响,导出了新的支撑裂缝长期导流能力模型。该模型计算结果与温庆志等的实验数据更相符,证明了该模型的正确性。该模型能准确方便地预测复杂条件下支撑缝导流能力变化规律,为正确评价和选择支撑剂提供可靠的依据参考,有效地指导压裂油气井的合理开发。     

裂缝壁面损伤及支撑剂导流能力试验研究

进行了裂缝壁面压实作用损伤性试验,得出了压裂液在滤失过程中对裂缝壁面渗透率的损伤程度。利用API裂缝导流仪在模拟人工裂缝条件下,研究了支撑剂嵌入、压实作用对导流能力的影响,分析了裂缝导流能力随闭合应力、铺砂浓度和时间的变化规律。     

脉冲加砂压裂支撑剂铺置状态的CFD模拟

脉冲加砂压裂过程中,支撑剂的有效铺置是形成高速油气渗流通道及获得高裂缝导流能力的基础条件。针对物理模拟实验受装置承压能力、泵注排量和材料成本限制等缺点,应用CFD(计算流体力学)方法模拟计算了携砂液与中顶液交替注入时的流动状态,分析了不同黏度比、注入速度及脉冲间隔时间对支撑剂铺置状态的影响。研究结果表明,增大携砂液与中顶液黏度比,通道率与支撑剂有效铺置距离减小,支撑剂簇团分散效果变差,现场施工时黏度比不宜超过5;注入速度增大,支撑剂有效铺置距离和通道率增大,但支撑剂分散性变差,综合考虑通道率和砂团分散效果,折算现场合理施工排量为3.2~4.3m3/min;过短或过长的脉冲间隔时间均不利于有效渗流通道的形成,脉冲间隔时间为整个脉冲周期的0.5~0.6倍时效果较好。     

2000型压裂机车组技术性能评价

2000型压裂机车组由压裂泵车、仪表车、配液撬、压裂酸化管汇车、MC-75混砂车、输砂车和供液车等组配而成。它是装有底盘的移动泵注设备,可以高压、大排量泵注酸液和压裂增产处理液。为保证该机组的良好运行,介绍了各组成的主要技术性能,并对其技术性能进行了跟踪调查与评价。调查结果发现,各设备运行效果良好。     

控水增油支撑剂在致密低渗油田的应用

针对长8油藏部分水平井压后生产含水率高的特点,开展了控水增油支撑剂的适应性研究与现场试验。通过破碎率、体积密度、圆度、球度等基本性能测试的比较发现,控水增油支撑剂FSS-3具有更小的破损率,可保持长期高导流能力,且支撑剂体积密度较小,对压裂液性能要求较低。为检测控水增油支撑剂FSS-3的控水增油性能以及导流能力,以常规石英砂为对比材料,分别开展了在水相、油相不同条件下的短期导流能力以及抗压3d的长期导流能力测试。测试结果表明,FSS-3控水增油支撑剂能长期保持高导流能力。红河油田长8油藏HH36P44井的现场试验表明,该井压裂后含水率相对较稳定,压后最高日产油18.1t,目前日产液16.8t,日产油10.3t,含水率38.7%,累计产油3946.3t,具有一定的推广意义。