一、低渗储层压裂技术应用效果评价(论文文献综述)
范白涛,陈峥嵘,姜浒,吴怡,李斌,杨琦,李亮[1](2021)在《中国海油非常规和海上低渗储层压裂技术现状与展望》文中认为压裂是非常规和海上低渗储层最重要的增产改造技术手段,也是中国海油实现"十四五"目标的重要途径。本文调研分析了中国海油煤层气压裂技术、致密气压裂技术和海上低渗储层压裂技术原理、工艺特点、应用效果、存在问题,并从煤层气适应性压裂增产技术、致密气降本增效压裂技术、地质工程一体化技术、压裂船装备等技术领域展望了中国海油压裂技术发展方向,以期对中国海油非常规和海上低渗储层开发技术的进一步发展和完善提供借鉴。
姜玉龙[2](2020)在《煤系地层水力压裂裂缝扩展规律及界面影响机理研究》文中研究指明煤层气作为一种非常规天然气资源,是改善我国一次能源消费结构的重要清洁能源。然而,由于煤层气储层渗透性较低,通常需采用压裂技术对储层进行增渗改造。目前,对煤层气的开采大多是照搬石油行业中的压裂工艺技术及参数,但与石油储层脆性特征相比,煤层气储层通常呈现“碎软”特性,其破坏形式表现为韧性破坏,即应力峰值后存在明显的应变软化区。已有压裂工艺,无论是垂直井,还是水平井,其在脆性度高的储层中压裂效果较好,但同样面临着成功率低、开发成本高、单井产量低等问题。此外,虽然我国煤层气资源丰富,但中低阶煤层气资源占比高达78.9%,从近几十年开采效果来看,该类储层由于其弹性模量小、脆性度低,导致在煤层中直接进行水力压裂作业时裂缝延展性差,裂缝短、宽,储层改造体积有限,且由于储层赋存条件差异较大,导致开采工艺区域适配性极差。因此,如何提高低渗煤系储层渗透率,实现煤层气工业化开发是亟待解决的关键科学与工程难题。本文以低渗煤系地层为研究对象,基于煤层顶板水平井定向水力压裂开采工艺技术(间接压裂),从科学试验角度出发,结合理论分析与数值模拟,揭示水力压裂裂缝跨界面扩展临界条件、多裂缝最优布置间距,优化了水平井布置层位;探究应力、界面强度、压裂流体、注液流量、顶板岩性及水平井层位等因素对裂缝跨界面扩展的影响。此外,建立了多因素耦合作用下水力裂缝跨界面扩展预测模型。主要研究内容与结果如下:(1)通过TCHFSM-Ⅰ型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置进行了煤岩组合体水力压裂试验,探究煤岩界面强度、应力对水力压裂裂缝跨界面扩展的影响,揭示注液压力演化规律及声发射动态响应特征。研究结果表明:(1)应力、界面强度显着影响水力裂缝跨界面(岩体→煤岩界面→煤体)扩展规律,裂缝跨界面扩展存在应力阈值,且随着界面强度的增大,应力阈值逐渐减小;(2)水力裂缝极易在弱界面强度处发生偏转,且随着煤岩界面强度的逐渐降低,裂缝偏转现象越显着;(3)水力裂缝贯穿煤岩界面时,注液压力呈现二次抬升现象,且声发射事件占比增幅高达51.4%,而当裂缝未能贯穿界面时,未发现二次起裂现象,此时声发射事件增幅仅为6%。(2)基于大尺寸天然煤岩体试件探究了应力差异系数、压裂流体及注液流量对水力裂缝跨界面扩展的影响,讨论了水力裂缝跨界面扩展机理。研究结果表明:(1)应力差异系数η≥2.00时,水力裂缝能够贯穿煤岩界面,形成有效裂缝,反之,裂缝沿界面扩展或在界面处止裂;(2)相较于注液流量、压裂流体,地应力是制约水力裂缝与煤岩界面交互扩展规律的主控因素。此外,低流量清水压裂时,压裂井筒周围裂缝较为复杂;采用超临界二氧化碳压裂时,远、近场裂缝均呈现复杂缝网结构。(3)高注液流量与高黏度的压流液有越利于水力裂缝跨界面扩展;反之,压裂裂缝极易沟通界面及层理弱面;(4)清水压裂时,注液流量越大,试件起裂时间越短、其起裂压力越大;采用超临界二氧化碳压裂时,起裂压力较低,相比同流量条件下的清水压裂,起裂压力降低5.79 MPa,衰减近39.3%。(3)基于注液压力、声发射、动态散斑及3D形貌扫描技术,研究不同裂缝间距条件下多孔水力裂缝扩展规律,直观地揭示水力裂缝与界面动态交互扩展形态,并对裂缝断面形貌进行数字化表征。研究结果表明:(1)不同裂缝间距条件下,多孔裂缝扩展形态显着不同,存在临界裂缝间距,即50 mm;(2)当裂缝间距为10 mm时,左、右两侧压裂孔流量占比分别为49.86%、41.63%,中部压裂孔流量占比仅为8.51%,当裂缝间距较大(≥50mm)时,中间孔应力阴影效应逐渐减弱,三个压裂孔流量分配逐渐均衡,占比均为33%;(3)水力裂缝与界面交互时,裂缝首先贯穿人工预制裂缝,然后在沟通预制裂缝,形成复杂的“┼”型裂缝形态;(4)水力裂缝呈现椭圆形扩展形态,且该裂缝椭圆形区域向试件两侧界面扩展过程中,并未呈现出双翼对称性扩展的形态,而是以单翼形态扩展并贯穿人工预制裂缝;(5)压裂后,裂缝尖端最大位移为4.2192×10-1 mm,最大应变为7.0317×10-3,清水压裂时裂缝壁面粗糙度为6~10。(4)基于线弹性断裂力学建立了多因素耦合作用下水力裂缝与界面交互扩展预测模型,并基于弹塑性断裂力学探究了弹性模量、水平井距界面距离对裂缝跨界面扩展的影响,优化水平井层位布置。研究结果表明:(1)水平井距煤岩界面距离较近、较远时,水力裂缝跨界面压裂效果较差,存在最佳水平井布置间距。同时,由于顶板岩性的不同,水平井最佳布置间距也不相同;(2)数模模拟研究表明,相较于线弹性本构方程,采用弹塑性本构方程计算求解时能够准确的表征与预测水力压裂裂缝跨界面扩展规律,数模结果与试验结果一致;(3)建立了不同交汇角度、界面摩擦、应力状态等多因素耦合作用的水力裂缝跨界面扩展预测模型,并在物理试验的基础上加以验证。针对低渗煤系储层煤层气的开采,建议采用间接压裂技术,该技术不仅客服了在本煤层中钻井难、易垮孔差等难题,而且能有效促进裂缝的延伸扩展。对于间接压裂技术,应优先布置在应力差异较大的地质区域,尤其适用于深部储层。与此同时,水平井的层位布置应根据顶板岩层赋存情况及应力条件进行优选设计,采用高粘度压裂液,通过大排量携砂压裂工艺技术,促进水力裂缝跨界面扩展。此外,当水平井抽采至衰减期时,可采用超临界二氧化碳压裂进行二次改造,增加远、近场裂缝形态,延长抽采年限。
李兴科[3](2020)在《致密砂岩油藏蓄能体积压裂增产机理研究》文中认为致密油资源是目前乃至今后一个时期油田开发的主要对象,随着北美页岩油气规模开发,国内逐渐重视致密油藏开发工作,并在长庆、大庆、吉林油田开展先导开发试验,初步形成了以水平井+体积压裂改造的开发模式,取得一定经验。但在储层岩石的可压性、形成复杂体积改造关键参数、压裂液蓄能驱替机理、水平井开发井网井距等方面仍存在认识上不足,需要开展针对性研究,进一步明确致密油压裂增产机理。本文以吉林油田Q246区块致密砂岩油藏为研究对象,针对该区大规模压裂所关注的岩石可压性评价方法,采用测井资料与岩心室内实验相结合的技术路线,从储层岩石的机械物理力学参数测定、微观裂隙发育及储层岩石矿物分析,多角度研究评价了致密砂岩油藏储层岩石的可压性。在采用经典矿物研究与弹性研究两种脆性评价的基础上,充分考虑储层岩石骨架与天然裂缝的影响,建立了综合可压性评价模型,形成了岩石可压性计算新方法。建立了基于启动压力条件下水平井压裂产能预测模数学模型,分析了人工裂缝形态下产能影响因素,研究了水力压裂过程中不同施工排量、液量下裂缝扩展形态与压力分布规律。研究了压裂液性能对人工裂缝形态的影响,评价筛选出适于目标区块的压裂液体系,形成了渗吸时间与渗吸量室内实验与矿场转换计算方法,研究形成了合理关井蓄能时间计算方法。在致密油藏体积改造、压裂蓄能增产机理认识的基础上,开展了储层渗吸置换机理研究,提出了多功效压裂液理论。通过渗吸理论研究,明确了发生渗吸的主要作用机理,即毛管力、渗透压、润湿转变,为入井渗吸液的选择提供理论支持。通过室内自发渗吸实验,明确了影响渗吸作用的关键参数。评价了不同压裂液对储层岩石的渗吸置换能力,对发生渗吸关键参数进行了分析评价,明确了压裂液洗油置换能力和置换时间,为致密砂岩油藏入井流体类型的优选和合理的焖井制度建立提供了依据。在油藏研究的基础上,建立了考虑启动压力条件下的流管法水驱规律研究模型,对研究区水驱动态规律进行预测,分析评价了致密油藏不同井距、压力条件下采出程度情况,为合理井距及压裂缝长优化提供参考。与现场开发相结合,以Q246区块开发为切入点,应用研究成果开展现场试验评价,结合现场实施,形成了井下微地震裂缝监测、试井解释分析、产出液评价等分析评价方法,为验证研究成果提供了保障。现场实践表明,Q246区块采用多功效压裂技术体系技术可行,效果明显,为同类油藏的开发提供了参考。
曹路通[4](2020)在《基于地震-地质的煤储层可改造性综合评价研究》文中研究说明目前国内外煤层气储层勘探开发研究主要集中在煤层气富集有利区和有利开发区的预测,而针对储层改造过程中的关键影响因素及其控制机制尚不明确,缺乏系统的、多技术手段的精细表征和综合评价方法。我国高煤阶煤层气资源量丰富,潜力巨大,揭示影响其储层改造的关键因素及其内在机理对于提高煤层气勘探开发效率,实现煤层气的商业性开发具有重要意义。本文以沁水盆地南部郑庄地区为研究区,采用多手段、多技术相结合的方法对影响煤储层可改造性的因素进行了定量识别和精细表征。通过深入剖析和阐明各因素对研究区水力压裂裂缝扩展规律的影响,确定了影响郑庄地区煤储层改造的关键因素,建立了系统的煤储层可改造性评价方法体系。并基于郑庄地区可改造性分区评价,提出了针对不同可改造类型储层的适应性增产改造方案。主要的认识和成果如下:(1)提出了一种基于三维地震曲率分析的煤体结构定量化识别及平面分布特征预测的新方法,可实现基于少数探井及一定地震信息来定量化揭示全区煤体结构横向展布特征。(2)提出了区域适应性残余应变指数的概念,构建了地应力预测模型,揭示了郑庄地区地应力展布特征,并阐明了应力条件下水力压裂裂缝的延伸规律。郑庄地区主裂缝长度随着平均有效应力的增大,呈现减小的趋势。郑庄西南-北东区域较低的地应力环境有利于水力裂缝的起裂,压裂效果较好,西北和东南区域的高应力区域,压裂效果相对较差。(3)精细表征并阐明了构造曲率、煤岩类型,煤层及其顶/底板力学特性与煤储层可改造性之间的相互作用机制。明确了煤体结构、地应力、煤岩类型和构造曲率“四要素”可作为煤储层可改造性评价的关键指标,确立了各个指标的临界值,以及指示的储层相应特征和评价等级,建立了郑庄地区3号煤储层可改造性评价标准和指标体系。(4)建立了系统的煤储层可改造性评价方法体系,对郑庄地区煤储层可改造性进行了定量化综合评价。系统分析了煤储层可改造性分区与煤层气井压裂/排采匹配关系,提出了不同类型可改造性储层的适应性增产改造方案。
张帆[5](2019)在《突出煤层顶板分段压裂增透机理及应用》文中研究表明为实现突出煤层的安全开采,我国煤与瓦斯突出矿井大都采用岩石巷道和穿层钻孔的方法进行瓦斯预抽,但该方法存在巷道工程量大、成本高、钻孔利用率低等缺陷。以孔代巷技术正是针对低渗突出煤层进行瓦斯区域治理时提出的新技术,分段压裂技术作为以孔代巷技术的关键卸压增透措施之一,能有效地改造储层、提高储层渗透率。但由于我国在煤层气分段压裂方面尚未开展系统深入的研究,导致该技术的发展相对滞后、存在问题较多,在一定程度上制约了该技术在突出煤层中的推广应用。本文针对焦作中马村矿39061工作面亟需消突这一工程背景,通过对比突出煤层压裂、突出煤层顶板压裂的优缺点,最后选择在突出煤层顶板砂岩中压裂,采用实验室测试、室内模拟试验、数值模拟、理论分析、现场工程案例分析等方法,对突出煤层顶板分段压裂增透机理及效果进行了研究,取得以下主要结论:(1)从煤层及其顶底板采集煤岩样后,测试了煤层气含量、煤体中矿物组分、顶底板岩样物性参数等,分析了煤体结构特征、煤体及顶底板裂隙发育特征等。(2)运用大尺寸真三轴水力压裂试验系统,开展了煤岩真三轴水力压裂模拟试验,分析了应力、压裂液排量、压裂次数、天然裂缝对形成裂缝网络结构的影响,研究了裂缝宽度在非均质试件与均质试件中的差别;开展了突出煤层顶板压裂钻孔层位模拟试验,分析了不同钻孔压裂层位作用下压裂裂缝的扩展路径及形态特征的差异,对比得出了题设条件下的理想钻孔压裂层位,气压传感器采集到的水压变化规律能够得出裂缝扩展路径。综合上述试验结果,探讨了煤储层裂缝网络结构形成机制。(3)采用RFPA2D-Flow数值模拟软件,分析了最小水平主应力、应力比、压裂岩层、岩层间弹性模量对压裂裂缝扩展的影响。数值模拟结果表明:水平主应力差为定值时,起裂压力、起裂时间随最小水平主应力的增大而增大,说明压裂裂缝从低应力地层进入高应力地层后,需要更高的缝内净压力以维持压裂裂缝的进一步扩展延伸;如果分段压裂过程产生的诱导应力造成最大应力方向发生改变,则压裂裂缝的扩展路径会因此发生转向,有利于产生裂缝网络结构;当压裂裂缝由低弹性模量岩层扩展至高弹性模量岩层,需要较高的施工压力,压裂裂缝才有可能进入高弹性模量岩层;当压裂裂缝同时扩展至邻近岩层时,裂缝更倾向于在高脆性指数的岩层中扩展延伸。(4)明确了突出煤层顶板分段压裂产生的诱导应力差大于原水平主应力差时有利于形成裂缝网络结构,优化了突出煤层顶板分段压裂采用顺序压裂、交替压裂模式的段间距,分析了天然裂缝、煤岩物性参数对突出煤层顶板分段压裂形成裂缝网络结构的影响特征,对比了突出煤层顶板中压裂裂缝穿过煤岩交界面沟通煤层的力学条件,揭示了突出煤层顶板分段压裂增透机理。(5)基于现场地应力特征、顶底板岩性特征、突出煤层围岩缝网改造技术,利用水力喷射分段压裂技术对突出煤层顶板进行了压裂改造。现场工程案例结果表明:水力喷射分段压裂技术在突出煤层瓦斯治理领域是有效的,最大日产气量达2275 m3,截至10月份总产气量近23.5万m3。由于煤层及其顶板天然裂隙发育优势方向与最大水平主应力方向一致,压裂主裂缝指向3904工作面并与之沟通,导致39042回风巷瓦斯抽采量增加。
李志超[6](2019)在《低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究》文中指出我国低渗油藏资源丰富,其有效开发依赖于水力压裂技术的应用。在胜利油田,主要低渗油藏类型有滩坝砂、砂砾岩、浊积岩、泥页岩等,其水力压裂改造效果与水力裂缝的扩展特征密切相关。水力裂缝在扩展过程中受地应力、储层岩性、物性、天然裂缝等不可控地质因素以及施工排量、压裂液粘度、射孔条件等可控施工因素的影响,其扩展特征不易预测。本文首先运用数值模拟方法研究了水力裂缝的复杂性及其受地应力和天然裂缝的影响,其次研究了岩石脆性对水力裂缝扩展特征的影响,随后研究了作为胜利油田当前重点开发对象的砂砾岩的储层特性、水力裂缝扩展模式,并借鉴部分页岩储层改造复杂缝的思想尝试在巨厚砂砾岩储层中改造复杂缝,最后针对多薄砂砾岩储层改造的难点进行分析和数值模拟研究。主要工作和研究成果如下:(1)运用结合了数字图像技术和有限元方法的数值模拟方法研究了复杂水力裂缝的形成过程,发现天然裂缝很大程度上控制了水力裂缝的扩展路径,根据声发射场特征揭示了天然裂缝在水力作用下的破坏机制为拉伸-剪切复合模式。不同天然裂缝发育密度的试件中分别形成了多分支缝、简单缝网和复杂缝网,结果表明天然裂缝密度越大,模型的改造压力越小,形成的裂缝越复杂。不同地应力差的试件中形成了双翼曲折缝、多分支缝和简单缝网,表明低地应力差储层将有更大的机会压裂出复杂缝,而在地应力差异系数高于1.0的储层很难压裂出具有一定规模的复杂缝。(2)运用数值模拟方法从细观力学的角度分别研究了岩石脆性对页岩与砂砾岩水力裂缝扩展特征的影响。结果表明,脆性页岩矿物/储层更易发育较多的天然裂缝,有利于形成复杂缝;水力裂缝易于在脆性矿物/储层中扩展,不易在延性矿物/储层中扩展,延性矿物/储层中水力裂缝的改造压力大于脆性矿物/储层;脆性矿物/储层中水力裂缝伴生有多个小裂缝,相对于延性矿物/储层形成的单一平直缝更利于复杂缝的形成。针对砂砾岩,改进了适合胜利油田某区块的脆性指数,以此为评价标准研究了砂砾岩试件的单轴破坏特征和水力裂缝扩展特征,结果表明,脆性试件单轴压缩时破坏面不规则,形态复杂,延性试件破坏面较单一;脆性试件中水力裂缝主缝伴有小分支,而延性试件裂缝较为单一;延性试件破裂压力和延伸压力均大于脆性试件,其水力裂缝扩展速度没有脆性试件裂缝快;水力裂缝易于在脆性砂砾岩部分扩展,不易在延性部分扩展,且缝高在脆性指数最大的部分扩展得最充分。(3)研究了目标区块砂砾岩的储层特征,并通过数值模型研究了砂砾岩试件的尺寸效应和水力裂缝扩展模式。结果表明,砂砾岩试件抗压强度在小尺度下尺寸效应明显;压裂数值模型中形成了环绕型绕砾缝,这种裂缝是不连续的,其特征与常规水力裂缝有诸多不同,在室内实验中不易发现。总结了砂砾岩试件中水力裂缝扩展模式及其出现的条件,阐述了实验室尺度下水力裂缝扩展模式对于现场压裂改造的研究价值在于水力裂缝的复杂性。(4)以胜利油田某巨厚砂砾岩储层为工程背景,研究了砂砾岩储层的纵向分布特征、非均质性,以及目标井段水力压裂形成的X形水力裂缝,并与现场微震监测结果相对比,剖析了 X形水力裂缝的形成原因:(Ⅰ)砂砾岩储层中砾石弱界面以及天然裂缝引起的非均质性;(Ⅱ)近距离两条水力裂缝同向扩展时的应力干扰。对比X形裂缝与页岩储层水力裂缝的复杂性,认为其通常不如页岩储层形成的水力裂缝复杂,原因在于砂砾岩储层中天然裂缝的发育密度较小以及砾石弱界面的连续性不够强。对水力裂缝的横向改造范围影响因素的研究表明,水平地应力差越小时,水力裂缝越复杂,横向改造范围越大;施工排量越大,水力裂缝越复杂,横向改造范围越大;压裂液粘度越大,横向改造范围越小。对比三个因素发现,水力裂缝横向改造范围对水平地应力差的变化最敏感,施工排量次之,对压裂液粘度最不敏感。(5)针对胜利油田某区块多薄砂砾岩储层压裂改造存在的缝高受限的难点进行了分析,运用基于内聚力模型考虑了多裂缝流量分配的数值模拟方法建立目标井段的数值模型,研究了水力裂缝的扩展特征,并与现场微震监测与多级子阵列声波测井结果进行对比验证。运用数值模拟方法研究了隔层条件、射孔方案以及层理对水力裂缝缝高的影响,数值模拟结果可为低渗多薄砂砾岩储层的压裂设计提供参考。
杨涛[7](2019)在《克拉美丽气田压裂工艺技术研究》文中进行了进一步梳理克拉美丽气田地层属非均质程度高、孔隙类型较差的低孔、特低渗储层。目前已进入稳产末期,老井产量递减加速,新井压后产量低,边底水活跃,投资收益逆差大,如何经济高效的开发新井是气田面临的严峻问题。本文以解决现场问题为目标,主要以DX14、DX17以及DX18井区为主,开展了对气藏的增产增效压裂技术研究。通过对储层物性参数的统计和研究,分析了粘土矿物成分、裂缝发育特征、敏感性和地应力特征对压裂改造的影响。认为储层存在潜在水敏的可能;储层裂缝分布不均,裂缝类型中天然裂缝占比80%。储层属于中等偏强—强水敏、中等偏强—强速敏、强—极强酸敏。部分压裂井段层的上部无遮挡层,裂缝易向上延伸。通过对前期老井压裂改造的施工情况进行评价,揭示了不同类型储层施工压力变化特征和压裂缝长度偏小、导流能力偏低的主要影响因素。基于火山岩储层特征,运用压裂设计软件反演地层参数的方法修正了地层渗透率,发现真实渗透率比室内评价的渗透率高,并由此对水力压裂缝的几何尺寸及规模、压裂缝支撑长度、加砂规模、施工参数等指标等进行优化。在实验室条件下按照相关实验标准评价了新的压裂液体系及支撑剂。明确了 20-40目和30-50目支撑剂组合比例分别为2:1和3:1时,支撑剂裂缝的导流能力变化稳定;CMHPG体系压裂液在延迟交联时间、耐温耐剪切、粘弹特性与支撑剂沉降、破胶性能等方面的综合性能最好。
康剑钊[8](2019)在《W区直井重复体积压裂参数优化与效果评价》文中研究指明随着新疆低渗油藏的持续开采,很多老区块的产量下降明显,在现有注水开发模式下,常规压裂难以进一步提升开发水平,亟需探索此类油藏提高开发效率的新途径。W区X组油藏目前地层压力下降明显,提产难度大;初期产量高,递减快,含水持续上升;以往主要采用常规压裂工艺措施,施工排量低、施工规模小。针对目标区块开发存在的问题,开展了直井重复体积压裂研究:分析了储层地质特征和生产动态,进行了重复体积压裂选井选层、优化了重复体积压裂裂缝参数、评价并优选了压裂材料,达到体积压裂改造预期效果。使用设计的重复体积压裂优化方案进行了现场试验,取得初步效果,为老井难动用储层的开发提供了新的模式,对低渗/特低渗透油藏的经济有效开发有重要借鉴意义。
马鑫[9](2019)在《储层压裂液伤害的微生物及酶修复机理研究》文中研究说明随着油气勘探开发的不断深入以及对能源需求的日益增加,低渗、致密油气等非常规油气资源已成为当前勘探开发的新热点。目前,压裂改造是非常规油气资源开发的必备手段,通过压裂改造可以增强非常规油气储层的渗流能力,使油气井能够达到工业油气流标准,从而提高油气井的生产能力。但是,压裂液及其残留物极易引起储层的严重污染和堵塞,极大地影响压裂效果和油气产量。储层压裂液伤害的微生物及其酶修复技术是本文提出的一种新型压裂液伤害治理技术,其原理是针对胍胶压裂液的易生物降解特征,利用微生物自身的繁殖、运移和代谢,通过微生物及其酶在裂缝中对胶团、残渣、滤饼等不溶性压裂液残留物的降解作用,促进压裂液残留物降解和返排,从而提高裂缝和基质的渗流能力,最终达到改善压裂开发效果和提高油气产量的目的。微生物对储层多孔介质的修复技术非常复杂,合理认识和科学描述其技术方法和修复机制是决定微生物修复储层压裂液伤害技术应用前景的关键。本文首先系统地研究分析了胍胶压裂液的理化性质,探索出提高胍胶压裂液热稳定性的新方法,并依此设计出以胍胶为唯一碳源的耐温型微生物培养基进行胍胶降解菌的分离和分子生物学鉴定,建立起胍胶降解菌的菌种体系,并结合储层环境特征深入研究了储层环境因素对微生物生长的影响,通过在不同培养基中的生长曲线研究了微生物以胍胶为唯一碳源时的生长特征;其次,通过胍胶降解菌的产酶曲线筛选胍胶降解酶的高产菌株,分离制取粗酶制剂,研究其酶促反应的动力学特征,优化产酶菌的产酶条件,再结合储层环境特征深入研究了储层环境因素对酶促反应的影响;然后,通过微生物降解过程中胍胶的理化性质的变化揭示了微生物降解胍胶压裂液的生化机理,并通过酶降解过程中胍胶的理化性质的变化阐述了酶降解胍胶压裂液的生化机理,根据压裂液伤害形成的主要成因,通过对微生物及其酶降解胍胶残渣过程中残渣总量和残渣粒径的变化研究微生物及酶对胍胶压裂液残渣储层伤害的修复机理,并通过微生物及酶降解胍胶滤饼的过程中胍胶滤饼厚度和滤饼脱附的分析,研究微生物及酶对胍胶压裂液滤饼储层伤害的修复机理;最后,构建PDMS微流控微观模型,通过有无胍胶降解酶时微观模型上注入压力变化研究胍胶降解酶在孔隙中对胍胶压裂液的降解作用,通过人造岩心实验模拟压裂液伤害的形成过程和微生物及酶的修复过程,评价微生物及酶对储层压裂液伤害的修复效果。研究结果表明,胍胶溶液为剪切变稀的假塑性流体,随胍胶浓度的增加溶液粘度呈指数增长,其胍胶具有可生物降解、易热降解的特点;胍胶具有热不稳定性,温度超过85℃胍胶迅速降解,研究发现低浓度的磷酸盐可显着提高胍胶的热稳定性,使高温处理后的胍胶保持较高的平均分子量,且晶型结构、化学结构、交联性能等理化性质不发生变化。分离获得27株胍胶降解菌,筛选其中5株作为高效胍胶降解菌分别为Bacillus aerius(3-2)、Bacillus paralicheniformis(CGS)、Bacillus sonorensis(XSJ)、Anoxybacillus rupiensis(M1)、和Geobacillus stearothermophilus(S1),胍胶可作为其唯一碳源进行生长,其最适温度和p H值可为50-70℃和4.84-11.00之间;细菌在胍胶中的生长曲线显示微生在胍胶中具有较高的生长量和较长的延滞期。筛选Bacillus aerius(3-2)为高效胍胶降解酶产酶菌,其最高产酶活性可达到3.4 U,最佳产酶时间为22 h;胍胶底物浓度和酶浓度可显着影响酶促反应速率;胍胶降解酶为典型的胞外诱导酶,胍胶、淀粉等均可作为产酶碳源,有机氮源的产酶量较高,最佳产酶p H为6.0-7.0;该酶适应于30-80℃、p H值4.0-8.0的应用环境中,对胍胶及其衍生物具有催化专一性;Ba2+对该酶具有激活作用,而对高浓度的地层水、高浓度的戊二醛杀菌剂和高浓度的交联剂较敏感。微生物和酶均可显着降低胍胶的表观粘度和平均分子量;胍胶的微生物降解产物为小分子胍胶、少量的还原糖以及CO2等气体;酶逐级降解胍胶为小分子胍胶、寡糖、二糖直至还原糖;微生物及酶可有效降解胍胶残渣,残渣总质量和残渣粒径显着下降;微生物及酶可有效降解胍胶滤饼,滤饼厚度显着下降,滤饼的脱附效果明显;胍胶降解酶可有效降解孔隙中的胍胶压裂液以及清除残留在孔隙中的压裂液;5种细菌的对压裂液伤害后的岩心均具有较好的修复作用,岩心的恢复率为43.46%-96.57%。其中菌株Bacillus paralicheniformis(CGS)修复效果最高,其恢复率在85%以上,酶3-2的岩心恢复率为73.93%-94.18%,验证了微生物及酶修复储层压裂液伤害的科学合理性和技术可行性。
高向东[10](2019)在《临兴深部煤储层孔渗成因演化机制及压裂可改造性研究》文中认为我国深部煤层气资源丰富,局部勘探开发的突破昭示了其开发潜力巨大,但是目前整体的开发形势不容乐观。低孔、低渗的储层特征是制约深部煤层气高产的重要因素,这也决定了深部煤储层的压裂改造势在必行。目前,关于深部煤储层的孔渗成因演化机制及“三高”(即高温、高压、高地应力)环境下的压裂可改造性尚未明确。针对上述问题,论文以“煤级约束为基础、构造改造定差异、温压控制为关键”的研究思路,揭示了深部煤储层孔渗成因演化机制,以煤储层渗透率、煤岩力学性质和地应力空间展布为主导,从地质角度探讨了深部煤储层的压裂可改造性。阐明了煤级制约下的深部煤储层孔隙结构发育基础。基于煤镜质体反射率、砂岩流体包裹体测试,结合埋藏史模拟,查明了临兴地区煤变质演化过程,指出对于紫金山隆起区以外的区域,岩浆作用只是加快了侵入时期的煤变质进程,而历史最大埋深控制了现今煤变质程度。通过对不同变质程度样品的煤岩煤质和孔隙结构测试,分析了变质程度对煤的物质组成及孔隙结构的控制特征,揭示出随着煤变质程度的增加(Ro介于0.75~1.35%),微孔比例增大,小孔比例先减小后增大,大、中孔比例减小;孔容和比表面积先快速减小后缓慢减小,最后出现增大的趋势。孔隙的分形维数以10nm为界分为两段,每一段对变质程度的响应特征不同。随着煤变质程度的增加,孔隙连通性变差,渗流能力降低。查明了多期构造作用下的煤储层物性差异演化机制。通过野外地质调查和成像测井解释,结合构造曲率计算,恢复了关键时期的古构造应力场和古构造形迹,厘定了关键时期的煤储层变形程度,揭示出燕山期最大主应力方向为NW向(134°-314°),喜山期最大主应力方向为NEE向(53°-233°);两期构造运动存在六种叠加方式,叠加方式不同,煤储层变形程度不同,喜山期煤储层变形程度整体大于燕山期。基于GSI和测井曲线,建立了煤体结构测井量化表征模型,查明研究区主要发育原生-碎裂结构煤,碎裂结构煤次之;综合分析煤储层历史最大变形程度与煤储层物性参数关系,确定了煤体结构发育与煤储层历史最大变形程度的对应关系,揭示出随着历史最大变形程度的增加,煤储层渗流能力增强。揭示了温度和应力耦合作用下的煤储层孔渗特征。通过高温高压核磁共振和高温覆压渗透率测试,揭示了温度和应力对煤储层微观孔裂隙结构的控制机理,阐明了不同孔径的孔裂隙对温度和应力的响应特征,揭示了温度-应力耦合作用下的煤储层渗透率变化规律,构建了考虑变孔隙压缩系数和温变系数的深部煤储层的渗透率预测模型。研究表明:温度和应力对煤储层孔渗起负效应,其中应力是关键控制因素。孔渗随应力的变化具有明显的阶段性,以5MPa和1OMPa为界,分为应力敏感阶段、应力较敏感阶段和应力不敏感阶段。温度对煤储层孔渗的负效应较小,且与应力有关,应力较小时,温度的负效应相对明显,应力较大时,温度的负效应不明显。显微裂隙和大、中孔隙对温度和应力的敏感性较强。构建的渗透率模型对实验数据拟合较好,模型表明煤储层渗透率在温度和应力的耦合作用下呈指数形式减小。探讨了研究区深部煤储层的压裂可改造性。通过高温、高应力条件下煤的全应力-应变实验,揭示出应力对煤储层力学性能起正效应且影响显着,温度对煤储层力学性能起负效应,但影响较小。通过分析研究区煤岩组合特征和力学参数,明确煤岩力学性质差异。基于水力压裂实测资料和成像测井解释成果,查明了研究区煤储层地应力空间展布特征,指出研究区最大水平主应力方向为近EW向;研究区地应力的垂向分布存在两个临界转换深度,深部煤储层(1500~2000m)地应力组合以σhmax>σv>σhmin为特征,当埋深超过2000m以后,地应力逐渐以垂直主应力为主;地应力的平面分布受埋深和局部构造共同控制。通过数值模拟,研究了煤储层渗透率、煤岩力学性质和地应力对煤储层压裂改造的影响特征,探讨了深部煤储层的压裂可改造性。研究认为,煤储层渗透率越小,越有利于压裂造缝;煤的弹性模量越大,容易形成高、窄、短缝;煤岩弹性模量差越大,容易形成矮、长、宽缝;水平主应力差小于3MPa时,压裂裂缝沿天然裂隙扩展,当水平主应力差超过6MPa时,压裂裂缝沿最大水平主应力方向扩展;当水平主应力差超过10MPa时,压裂裂缝基本为沿最大主应力方向延伸的单缝;煤岩最小水平主应力差越大,容易形成矮、长、宽缝。
二、低渗储层压裂技术应用效果评价(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、低渗储层压裂技术应用效果评价(论文提纲范文)
(1)中国海油非常规和海上低渗储层压裂技术现状与展望(论文提纲范文)
1 非常规压裂技术 |
1.1 煤层气压裂 |
1.1.1 活性水压裂技术 |
1.1.2 泡沫压裂技术 |
1.1.3 清洁压裂液技术 |
1.1.4 同步压裂技术 |
1.1.5 间接压裂技术 |
1.2 致密气压裂 |
1.2.1 直井/定向井分层压裂技术 |
1.2.2 水平井分段压裂技术 |
2 海上低渗储层压裂技术 |
2.1 封隔器滑套压裂技术 |
2.2 爆燃压裂技术 |
2.3 酸化压裂技术 |
3 未来展望 |
4 结束语 |
(2)煤系地层水力压裂裂缝扩展规律及界面影响机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 煤层气开采国内外研究现状 |
1.2.1 国内外煤层气储量及生产开采现状 |
1.2.2 水力压裂开采煤层气国内外研究现状 |
1.3 水力压裂裂缝与煤岩界面交互扩展研究现状 |
1.3.1 物理试验研究现状 |
1.3.2 数值模拟研究现状 |
1.3.3 理论及预测模型研究现状 |
1.4 煤层气开采亟待解决的问题 |
1.5 本文主要研究内容及方法 |
1.5.1 研究内容及方法 |
1.5.2 技术路线 |
第2章 界面强度及应力对水力压裂裂缝扩展影响的试验研究 |
2.1 人工煤岩组合体试件制备、试验装置及方法 |
2.1.1 人工煤岩组合体试件制备 |
2.1.2 试验装置 |
2.1.3 试验过程与试验方案 |
2.2 煤岩界面摩擦特性规律 |
2.3 不同作用因素条件下裂缝跨界面扩展试验 |
2.3.1 不同应力条件下裂缝跨界面扩展规律 |
2.3.2 不同界面强度条件下裂缝跨界面扩展规律 |
2.4 界面强度突变对裂缝扩展路径的影响 |
2.5 注液压力演化规律及声发射动态响应特征 |
2.5.1 不同裂缝扩展形态注液压力演化规律 |
2.5.2 不同裂缝扩展形态声发射动态响应特征 |
2.6 煤岩界面裂缝起裂、偏转理论分析 |
2.7 本章小结 |
第3章 压裂工艺参数对裂缝跨界面扩展规律的影响及机理研究 |
3.1 试件制备、试验装置及方法 |
3.1.1 大尺寸天然煤岩立方体试件制备 |
3.1.2 试验装置 |
3.1.3 试验过程与试验方案 |
3.2 天然煤岩组合体煤-岩受力特征分析 |
3.3 压裂参数对裂缝跨界面扩展的影响 |
3.3.1 不同应力差异系数下压裂裂缝扩展规律 |
3.3.2 不同压裂流体下压裂裂缝扩展规律 |
3.3.3 不同注液流量下压裂裂缝扩展规律 |
3.4 压裂裂缝跨界面扩展作用机理 |
3.4.1 应力差异对压裂裂缝跨界面扩展的影响机制 |
3.4.2 黏度及速率对压裂裂缝跨界面扩展的影响机制 |
3.4.3 材料特性对压裂裂缝跨界面扩展的影响机制 |
3.5 本章小结 |
第4章 不同裂缝间距水力压裂裂缝扩展规律试验研究 |
4.1 试件制备、试验装置及方法 |
4.1.1 平面板状岩体试制备件 |
4.1.2 试验装置 |
4.1.3 试验过程与试验方案 |
4.2 不同压裂孔裂缝间距条件下水力压裂裂缝扩展规律试验研究 |
4.2.1 不同裂缝间距条件下压裂裂缝扩展规律 |
4.2.2 多孔压裂注液压力演化规律 |
4.2.3 不同裂缝形态条件下注液流量动态演化特征 |
4.3 多孔压裂裂缝跨界面扩展规律试验研究 |
4.3.1 水力压裂裂缝跨界面起裂扩展规律 |
4.3.2 注液压力演化及声发射动态响应特征 |
4.3.3 多孔压裂裂缝扩展位移与应力分布规律 |
4.3.4 岩体裂缝断面形貌特征 |
4.4 本章小结 |
第5章 多因素作用下裂缝跨界面扩展预测模型及数值模拟研究 |
5.1 水力压裂裂缝跨界面扩展预测模型 |
5.1.1 预测模型的建立 |
5.1.2 模型验证 |
5.2 基于弹塑性断裂力学煤岩组合体水力压裂数值模型 |
5.2.1 基于弹塑性裂缝的水力压裂模型 |
5.2.2 基于弹塑性模型煤-岩组合体水力压裂数值模型 |
5.3 水力压裂数值模拟结果分析 |
5.3.1 不同距煤岩界面距离条件下裂缝扩展规律 |
5.3.2 不同顶板岩性条件下裂缝穿层扩展规律 |
5.4 基于线弹性断裂力学煤岩体水力压裂数值模拟 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)致密砂岩油藏蓄能体积压裂增产机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
创新点摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内外致密油开发概况 |
1.2.2 国内外致密油压裂研究现状 |
1.2.3 存在主要问题 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 研究方案 |
第二章 储层岩石可压性研究 |
2.1 储层岩石力学参数分析 |
2.1.1 岩石抗压强度测定 |
2.1.2 抗拉强度实验 |
2.1.3 断裂韧性评价 |
2.1.4 Kaiser效应测取地应力 |
2.2 岩石可压性评价新方法的建立 |
2.2.1 岩石脆性计算方法 |
2.2.2 可压性评价新方法的建立 |
2.2.3 声波时差与岩石可压性评价研究 |
2.2.4 声发射b值验证 |
2.3 本章小结 |
第三章 致密油藏水平井蓄能体积压裂产能模型及关键参数研究 |
3.1 致密油水平井压裂产能数学模型 |
3.1.1 物理模型的建立 |
3.1.2 数学模型的建立 |
3.1.3 模型的解析方法 |
3.2 压裂水平井产能影响参数敏感性分析 |
3.2.1 压裂水平井数值模型建立及验证 |
3.2.2 裂缝导流能力对压裂水平井产能的影响 |
3.2.3 裂缝长度对压裂水平井产能的影响 |
3.2.4 地层压力对压裂水平井产能的影响 |
3.2.5 压裂段数对压裂水平井产能的影响 |
3.2.6 水平段长度对压裂水平井产能的影响 |
3.2.7 启动压力梯度对压裂水平井产能的影响 |
3.3 致密油藏压裂水平井产能影响主控因素分析 |
3.4 致密油藏压裂施工参数对蓄能改造的影响研究 |
3.4.1 压裂裂缝扩展几何形态分析 |
3.4.2 施工参数对蓄能体积压裂影响研究 |
3.5 合理关井蓄能时间研究 |
3.5.1 压后关井压力场研究 |
3.5.2 压后饱和度及产量规律研究 |
3.5.3 压后蓄能合理关井时间确定方法 |
3.6 本章小结 |
第四章 多功效压裂液渗吸及增强排驱机理研究 |
4.1 渗吸研究理论基础 |
4.2 渗吸实验研究 |
4.2.1 自发渗吸实验 |
4.2.2 加压渗吸实验 |
4.3 多功效压裂液渗吸对致密油微观驱替机理研究 |
4.3.1 压裂液渗吸评价实验 |
4.3.2 渗吸排驱机理分析 |
4.4 核磁共振测试渗吸驱替实验 |
4.4.1 核磁共振测试 |
4.4.2 微观驱替的时间效应 |
4.5 多功效压裂液性能对蓄能体积压裂的影响研究 |
4.5.1 摩擦特性对缝网形成的影响 |
4.5.2 压裂液粘度对水力压裂裂缝扩展的影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 储层物性、微观孔隙结构及驱替特征研究 |
5.1 储层岩石矿物成分及孔隙分布特征 |
5.1.1 储层岩石矿物成分分析 |
5.1.2 储层孔隙结构分析 |
5.2 储层物性参数评价 |
5.2.1 孔隙度测试分析 |
5.2.2 储层渗透率评价 |
5.2.3 饱和度分析评价 |
5.3 储层岩石表面性质评价 |
5.3.1 储层润湿性评价 |
5.3.2 储层表面张力评价 |
5.4 应力敏感及水锁伤害评价 |
5.4.1 应力敏感评价 |
5.4.2 水锁伤害评价 |
5.5 致密油藏驱替特征及井距研究 |
5.5.1 流管模型的建立 |
5.5.2 计算方法 |
5.5.3 模型的验证 |
5.5.4 Q246区块水驱动态特征应用分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 蓄能体积压裂优化设计及效果分析 |
6.1 区块基本情况 |
6.1.1 自然地理条件 |
6.1.2 勘探开发简况 |
6.1.3 地质特征 |
6.1.4 储层特征 |
6.1.5 油藏类型及流体特性 |
6.1.6 水驱效率评价 |
6.2 Q246区块储层可压性评价及工程甜点优选 |
6.3 射孔参数的优选 |
6.4 Q246区块蓄能压裂施工参数设计 |
6.5 多功效压裂液优选 |
6.6 压后关井时间确定 |
6.7 现场试验效果评价 |
6.8 典型井对比 |
6.9 井网加密及能量补充试验 |
6.10 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
学业期间取得的成果 |
致谢 |
(4)基于地震-地质的煤储层可改造性综合评价研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 研究目的与研究意义 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 煤储层可改造性的影响因素研究 |
1.3.2 煤储层改造工艺技术研究进展 |
1.4 科学问题 |
1.5 研究内容与技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
1.6 完成工作量 |
1.7 主要创新成果 |
2 研究区煤层气地质概况 |
2.1 地质构造特征 |
2.2 地层特征 |
2.3 煤层发育与展布特征 |
2.4 本章小结 |
3 基于地震曲率分析的煤体结构预测 |
3.1 地震曲率属性判识煤体结构机理 |
3.2 基于地震曲率分析的煤体结构预测方法 |
3.2.1 基于岩心描述的煤体结构分析 |
3.2.2 地震数据的分析与处理 |
3.2.3 反映煤体结构特征的地震曲率属性提取与优选 |
3.2.4 基于地震曲率的煤体结构预测模型 |
3.3 郑庄地区煤体结构预测结果 |
3.3.1 煤体结构展布特征 |
3.3.2 煤体结构预测方法可行性验证 |
3.3.3 煤体结构分布的区域构造控制因素分析 |
3.3.4 煤体变形演化规律 |
3.4 本章小结 |
4 基于测井的地应力预测模型及结果 |
4.1 基于测井的地应力预测模型 |
4.1.1 注水/压降试井及地应力测试结果 |
4.1.2 横波时差预测模型 |
4.1.3 Biot模型建立 |
4.1.4 地应力模型构建 |
4.2 郑庄地区地应力分布预测结果 |
4.2.1 郑庄地区地应力平面展布特征 |
4.2.2 地应力场垂向分布规律 |
4.2.3 应力比值的垂向特征 |
4.3 本章小结 |
5 煤储层可改造性评价影响因素分析 |
5.1 煤体结构对储层改造影响分析 |
5.1.1 煤体变形指数(CTI) |
5.1.2 煤体变形指数与水力压裂裂缝关系 |
5.2 地应力对储层改造影响分析 |
5.2.1 地应力与储层渗透率 |
5.2.2 地应力与煤体变形 |
5.2.3 地应力与水力压裂作用机理 |
5.3 煤岩类型及其对水力压裂影响 |
5.3.1 煤岩类型特征表征 |
5.3.2 煤岩类型与水力压裂关系 |
5.4 构造变形对水力压裂影响 |
5.5 储层岩性及其力学特性对水力压裂影响 |
5.5.1 煤层顶/底板岩性及其力学特征分析 |
5.5.2 储层岩石力学特性对水力压裂影响 |
5.6 煤储层可改造性评价关键指标及评价标准 |
5.7 本章小结 |
6 煤储层可改造性评价体系的建立及应用 |
6.1 煤储层可改造性评价的总体思路 |
6.2 郑庄地区煤储层可压裂性评价 |
6.2.1 关键指标权重及其评价函数的确定 |
6.2.2 煤储层可压裂性模型的建立及分析 |
6.3 郑庄地区煤储层可改造性评价模型构建与分析 |
6.3.1 评价模型的建立及标定 |
6.3.2 煤储层可改造性分区与分类 |
6.4 不同可改造性分区的开发特点 |
6.4.1 不同可改造性分区的压裂特征 |
6.4.2 不同可改造性分区的排采特征 |
6.5 不同储层类型适应性增产技术对策 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
一、作者简介 |
二、博士期间科研成果 |
三、博士期间学术交流 |
(5)突出煤层顶板分段压裂增透机理及应用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 水力压裂技术研究现状 |
1.2.2 水力压裂裂缝起裂机理研究现状 |
1.2.3 水力压裂裂缝扩展机理研究现状 |
1.2.4 水平井分段压裂研究现状 |
1.2.5 存在的主要问题 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.3.3 技术路线 |
2 突出煤层顶底板煤岩样物性特征 |
2.1 工程背景概况 |
2.1.1 压裂井位置 |
2.1.2 突出煤层顶底板岩性 |
2.1.3 突出煤层顶底板地应力特征 |
2.2 煤层气含量试验结果分析 |
2.3 等温吸附试验结果分析 |
2.4 煤体结构特征 |
2.5 煤层显微组分试验结果分析 |
2.6 顶底板物性参数分析 |
2.6.1 顶底板岩样物性参数分析 |
2.6.2 煤体及顶底板裂隙发育特征 |
2.7 本章小结 |
3 煤储层裂缝网络结构形成机制物理模拟试验研究 |
3.1 煤岩真三轴水力压裂模拟试验研究 |
3.1.1 煤岩真三轴水力压裂试验系统 |
3.1.2 煤岩真三轴水力压裂试验方案 |
3.1.3 煤岩真三轴水力压裂试验试件的制作 |
3.1.4 煤岩真三轴水力压裂试验结果与分析 |
3.2 突出煤层顶板压裂钻孔层位模拟试验研究 |
3.2.1 突出煤层顶板压裂钻孔层位试验系统 |
3.2.2 突出煤层顶板压裂钻孔层位试验方案 |
3.2.3 突出煤层顶板压裂钻孔层位试验试件的制作 |
3.2.4 突出煤层顶板压裂钻孔层位试验结果与分析 |
3.3 煤储层裂缝网络结构形成机制分析 |
3.4 本章小结 |
4 突出煤层顶板压裂裂缝扩展数值模拟研究 |
4.1 最小水平主应力对压裂裂缝扩展的影响 |
4.2 应力比对压裂裂缝扩展的影响 |
4.3 岩层间弹性模量对压裂裂缝扩展的影响 |
4.4 压裂岩层对压裂裂缝扩展的影响 |
4.5 本章小结 |
5 突出煤层顶板分段压裂增透机理研究 |
5.1 突出煤层顶板分段压裂的概念及意义 |
5.2 突出煤层顶板分段压裂诱导应力场模型 |
5.2.1 突出煤层顶板分段压裂钻孔方向 |
5.2.2 突出煤层顶板分段压裂应力场数学模型 |
5.2.3 突出煤层顶板分段压裂破裂压力数学模型 |
5.3 分段压裂裂缝诱导应力场分析及段间距优化 |
5.3.1 压裂裂缝诱导应力场研究 |
5.3.2 不同分段压裂模式的诱导应力分析 |
5.3.3 突出煤层顶板分段压裂段间距优化 |
5.3.4 突出煤层顶板分段压裂形成裂缝网络结构的力学条件 |
5.4 天然裂缝对突出煤层顶板分段压裂裂缝的影响 |
5.4.1 压裂裂缝转向沿天然裂缝面扩展延伸 |
5.4.2 压裂裂缝穿过天然裂缝面扩展延伸 |
5.4.3 转向扩展路径的等效平面裂缝 |
5.5 煤岩物性参数对突出煤层顶板分段压裂裂缝的影响 |
5.5.1 煤岩物性参数对脆性指数的影响 |
5.5.2 煤岩物性参数对突出煤层顶板分段压裂缝高的影响 |
5.6 煤岩交界面对突出煤层顶板分段压裂裂缝的影响 |
5.7 本章小结 |
6 现场工程案例分析 |
6.1 压裂井井型 |
6.1.1 水平井压裂层位 |
6.1.2 井身结构及井型 |
6.2 突出煤层顶板储层改造技术选型 |
6.3 现场工程案例方案 |
6.3.1 水力喷射压裂位置 |
6.3.2 压裂液和支撑剂选型 |
6.3.3 压裂裂缝形态模拟 |
6.4 现场工程案例结果分析 |
6.4.1 压裂效果分析 |
6.4.2 排采效果分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 下一步工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(6)低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外相关工作研究进展 |
1.2.1 水力裂缝的复杂性研究 |
1.2.2 岩石脆性与水力裂缝扩展特征的关系 |
1.2.3 砂砾岩水力裂缝的扩展模式 |
1.2.4 低渗砂砾岩储层的压裂改造 |
1.3 目前存在的主要问题 |
1.4 本文主要研究工作 |
2 数值模拟方法介绍 |
2.1 RFPA数值模拟方法及算例验证 |
2.1.1 RFPA计算原理简介 |
2.1.2 非均质性在RFPA软件中的实现 |
2.1.3 细观弹性损伤本构方程 |
2.1.4 渗流控制方程 |
2.1.5 算例验证 |
2.2 模拟水力裂缝的孔压内聚力单元介绍 |
2.2.1 孔压内聚力单元简介 |
2.2.2 裂缝损伤准则 |
2.2.3 裂缝扩展准则 |
2.2.4 缝内流体流动 |
2.2.5 多缝流量分配的实现 |
2.3 本章小结 |
3 水力裂缝的复杂性研究 |
3.1 RFPA数字图像技术 |
3.2 水力裂缝复杂性表征 |
3.3 复杂水力裂缝的扩展特征 |
3.3.1 复杂水力裂缝的形成 |
3.3.2 天然裂缝密度对水力裂缝复杂性的影响 |
3.3.3 地应力差对水力裂缝复杂性的影响 |
3.4 本章小结 |
4 岩石脆性对水力裂缝扩展特征的影响 |
4.1 岩石的脆性和脆性指数 |
4.2 页岩脆性及其对水力裂缝扩展特征的影响 |
4.2.1 页岩脆性对天然裂缝形成的影响 |
4.2.2 天然裂缝对页岩水力裂缝复杂性的影响 |
4.2.3 页岩水力裂缝的扩展特征 |
4.2.4 脆性与延性页岩水力裂缝扩展特征的差异 |
4.3 砂砾岩脆性及其对水力裂缝扩展特征的影响 |
4.3.1 砂砾岩的脆性 |
4.3.2 脆性对砂砾岩水力裂缝扩展特征的影响 |
4.4 本章小结 |
5 低渗砂砾岩储层特性及水力裂缝扩展模式 |
5.1 低渗砂砾岩储层特征 |
5.1.1 地层划分对比 |
5.1.2 储层岩性 |
5.1.3 储层物性 |
5.1.4 储层非均质性 |
5.1.5 储层各向异性 |
5.2 砂砾岩强度的尺寸效应 |
5.3 砂砾岩水力裂缝扩展模式 |
5.3.1 数值模拟方法的优势 |
5.3.2 砾石强度与地应力差的影响 |
5.3.3 砾石形状和分布的影响 |
5.3.4 扩展模式总结及其研究价值 |
5.4 本章小结 |
6 巨厚低渗砂砾岩储层水力裂缝的扩展特征 |
6.1 储层纵向分布特征 |
6.2 砂砾岩的非均质性及其在软件中的处理 |
6.3 巨厚砂砾岩储层水力裂缝的扩展 |
6.3.1 储层概况 |
6.3.2 水力裂缝的扩展 |
6.3.3 水力裂缝的微震监测 |
6.3.4 X形水力裂缝的形成原因 |
6.3.5 X形水力裂缝的复杂性 |
6.4 巨厚砂砾岩储层压裂改造范围影响因素 |
6.4.1 水平地应力的影响 |
6.4.2 施工条件的影响 |
6.5 本章小结 |
7 低渗多薄砂砾岩储层水力裂缝扩展特征 |
7.1 储层概况 |
7.2 压裂改造的难点与分析 |
7.2.1 压裂改造的难点 |
7.2.2 难点分析 |
7.3 多薄储层水力裂缝的扩展 |
7.4 多薄储层缝高延伸影响因素研究 |
7.4.1 隔层的影响 |
7.4.2 射孔方案的影响 |
7.4.3 层理的影响 |
7.5 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点摘要 |
8.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(7)克拉美丽气田压裂工艺技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 克拉美丽气田压裂改造难点 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
第2章 克拉美丽火山岩气藏物性评价研究 |
2.1 储层岩性特征与矿物成份分析 |
2.2 储层物性分析 |
2.3 储层孔隙及裂缝分析 |
2.4 储层敏感性分析 |
2.4.1 水敏评价实验 |
2.4.2 速敏评价实验 |
2.4.3 酸敏评价实验 |
2.5 储层岩心吸附能力分析 |
2.6 储层岩石力学特性分析 |
2.7 地应力场特征 |
2.7.1 地应力分析 |
2.7.2 地应力剖面 |
2.8 储层压力与温度 |
2.9 本章小结 |
第3章 老井压裂施工评价分析 |
3.1 老井压裂总体概况 |
3.2 压裂施工压力分析 |
3.3 裂缝延伸压力分析 |
3.4 水力裂缝几何尺寸分析 |
3.4.1 支撑裂缝半长与导流能力 |
3.4.2 水力裂缝高度分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 压裂参数优化研究 |
4.1 水力裂缝参数优化分析 |
4.1.1 克拉美丽气田裂缝参数优化方法研究 |
4.1.2 利用FracPT软件对地层参数模拟分析 |
4.1.3 反演算法进行水力裂缝参数优化 |
4.1.4 水力裂缝高度分析与控制对策 |
4.1.5 气藏压裂规模预测 |
4.2 施工参数优化选择 |
4.2.1 克拉美丽火山岩气藏完井套管性能指标 |
4.2.2 压裂管柱的优选 |
4.2.3 施工排量的优选 |
4.2.4 前置液百分数优选 |
4.3 储层综合滤失情况分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 压裂液优选研究 |
5.1 压裂支撑剂性能评价与优选 |
5.2 压裂液配方体系的优选研究 |
5.2.1 压裂液主要添加剂优选 |
5.2.2 压裂液配方优化研究 |
5.2.3 压裂液配方体系综合性能评价 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
附录A 老井施工情况表与物性分析表 |
附录B 压裂液测试结果表 |
致谢 |
(8)W区直井重复体积压裂参数优化与效果评价(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 重复压裂研究现状 |
1.2.2 体积压裂技术研究 |
1.2.3 重复体积压裂技术设计原则及优势 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线图 |
第2章W区地质特征及生产动态分析 |
2.1 地质特征 |
2.1.1 构造与沉积特征 |
2.1.2 地层划分 |
2.1.3 测录井解释 |
2.1.4 储层特征 |
2.1.5 流体性质 |
2.2 生产动态分析 |
2.2.1 区块开发情况分析 |
2.2.2 区块开发问题 |
2.2.3 区块压裂改造分析 |
2.3 改造方向及选井选层 |
2.3.1 重复体积压裂井优选 |
2.3.2 重复体积压裂施工层段及方式 |
2.4 本章小结 |
第3章W区重复体积压裂参数优化 |
3.1 地质模型与历史拟合 |
3.1.1 地质模型参数 |
3.1.2 油藏生产动态历史拟合 |
3.2 重复体积压裂裂缝与施工参数优化 |
3.2.1 裂缝有效长度优化 |
3.2.2 裂缝导流能力优化 |
3.2.3 压裂液量与加砂量优化 |
3.3 重复体积压裂材料优化 |
3.3.1 压裂液体系优选 |
3.3.2 支撑剂抗压优选 |
3.3.3 暂堵材料优选及设计 |
3.4 本章小结 |
第4章 现场应用及效果评价 |
4.1 现场应用情况 |
4.1.1 T87583井测井解释成果 |
4.1.2 T87583井前期压裂及生产情况 |
4.1.3 T87583井目前地应力及剩余油情况 |
4.1.4 T87583井重复体积压裂优化 |
4.1.5 T87583井重复体积压裂施工情况 |
4.2 应用效果评价 |
第5章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(9)储层压裂液伤害的微生物及酶修复机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
论文创新点摘要 |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 胍胶压裂液及其储层伤害的形成 |
1.2.2 新型低伤害压裂液技术的研究进展 |
1.2.3 储层压裂液伤害修复技术的研究进展 |
1.2.4 微生物修复储层胍胶压裂液伤害技术的提出 |
1.2.5 微生物及酶技术在油气田开发中的应用进展 |
1.2.6 目前研究存在的问题 |
1.3 论文结构安排 |
第2章 胍胶降解菌的分离筛选鉴定及生化特性研究 |
2.1 胍胶的基本性质 |
2.1.1 胍胶的基本理化性质 |
2.1.2 胍胶溶液的配制与提纯 |
2.1.3 胍胶溶液的流变性质 |
2.2 微生物胍胶培养基的热稳定性提高 |
2.2.1 胍胶压裂液热稳定性评价方法 |
2.2.2 温度对胍胶压裂液热稳定性的影响 |
2.2.3 磷酸盐种类对胍胶压裂液热稳定性的影响 |
2.2.4 磷酸盐浓度对胍胶压裂液热稳定性的影响 |
2.2.5 磷酸盐和p H对胍胶压裂液热稳定性的交互影响 |
2.2.6 耐温型胍胶压裂液的化学表征实验研究 |
2.2.7 耐温型胍胶微生物培养基的制作 |
2.3 胍胶降解菌的分离筛选与鉴定实验研究 |
2.3.1 分离筛选及生理生化鉴定实验方法 |
2.3.2 细菌分离筛选结果 |
2.3.3 菌落及细胞形态特征 |
2.3.4 生理生化特征 |
2.3.5 16S rDNA序列分析 |
2.4 胍胶降解菌的生长影响因素实验研究 |
2.4.1 碳源对微生物生长的影响 |
2.4.2 氮源对微生物生长的影响 |
2.4.3 温度对微生物生长的影响 |
2.4.4 p H值对微生物生长的影响 |
2.4.5 矿化度对微生物生长的影响 |
2.5 胍胶降解菌的生长曲线实验研究 |
2.5.1 微生物生长曲线的动力学原理 |
2.5.2 微生物生长曲线的测定方法 |
2.5.3 胍胶降解菌的生长曲线特征 |
2.6 本章小结 |
第3章 胍胶降解菌的产酶分析及酶促反应特征 |
3.1 胍胶降解菌的产酶分析 |
3.1.1 粗酶制剂的制备 |
3.1.2 胍胶降解酶的酶活性测定方法 |
3.1.3 胍胶降解菌的优势产酶菌筛选 |
3.2 胍胶降解酶的酶促反应动力学研究 |
3.2.1 酶的分类与性质 |
3.2.2 酶促反应动力学模型 |
3.2.3 酶降解胍胶过程中酶的降粘效率测定 |
3.2.4 胍胶底物浓度对酶反应速率的影响 |
3.2.5 酶浓度对酶反应速率影响 |
3.3 产酶菌的产酶条件优化 |
3.3.1 碳源对产酶效率的影响 |
3.3.2 氮源对产酶效率的影响 |
3.3.3 p H值对产酶效率的影响 |
3.4 胍胶降解酶的酶促反应影响因素 |
3.4.1 温度及p H对酶促胍胶降解的影响 |
3.4.2 底物种类对酶促胍胶降解的影响 |
3.4.3 酶用量对酶促胍胶降解的影响 |
3.4.4 地层水对酶促胍胶降解的影响 |
3.4.5 金属离子Ba~(2+)对酶促胍胶降解的影响 |
3.4.6 杀菌剂对酶促胍胶降解的影响 |
3.4.7 交联剂对酶促胍胶降解的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 微生物及酶修复储层胍胶压裂液伤害的机理研究 |
4.1 微生物对胍胶压裂液的降解机理 |
4.1.1 胍胶溶液的粘度变化 |
4.1.2 胍胶的平均分子量变化 |
4.1.3 降解液的液相组分变化 |
4.1.4 降解液的还原糖浓度变化 |
4.1.5 产生气的气相组分变化 |
4.1.6 微生物对胍胶压裂液的降解机理分析 |
4.2 酶对胍胶压裂液的降解机理 |
4.2.1 胍胶溶液的流变性质变化 |
4.2.2 胍胶的平均分子量变化 |
4.2.3 酶降解液的液相组分变化 |
4.2.4 酶降解液的还原糖浓度变化 |
4.2.5 酶对胍胶压裂液的降解机理分析 |
4.3 胍胶压裂液残渣对储层伤害的微生物及酶修复机理 |
4.3.1 胍胶残渣的形成 |
4.3.2 胍胶残渣储层伤害的形成机理 |
4.3.3 降解残渣过程中残渣总量变化 |
4.3.4 降解过程中残渣粒径变化 |
4.3.5 胍胶残渣储层伤害的微生物及酶修复机理分析 |
4.4 胍胶压裂液滤饼对储层伤害的微生物及酶修复机理 |
4.4.1 胍胶滤饼储层伤害的形成机理 |
4.4.2 微生物降解滤饼时滤饼厚度的变化 |
4.4.3 微生物及酶对滤饼的脱附作用 |
4.4.4 胍胶滤饼储层伤害的微生物及酶修复机理分析 |
4.5 微生物对岩石表面性质的影响 |
4.5.1 微生物修复处理后岩心的相渗曲线 |
4.5.2 微生物菌液处理后岩石的表面润湿性变化 |
4.5.3 微生物对储层岩石表面性质的影响机理分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 微生物及酶修复储层压裂液伤害的物模实验研究 |
5.1 油藏多孔介质及细菌的结构特点 |
5.2 胍胶降解酶对微观模型注入压力的影响实验研究 |
5.2.1 微流控微观模型的构建 |
5.2.2 实验流程与原理 |
5.2.3 酶-压裂液混合加入对微观模型注入压力的影响 |
5.2.4 酶-压裂液交替加入对微观模型注入压力的影响 |
5.3 胍胶压裂液岩心伤害的微生物及酶修复实验研究 |
5.3.1 岩心基本情况 |
5.3.2 实验流程与方法 |
5.3.3 实验结果与分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
作者简介 |
(10)临兴深部煤储层孔渗成因演化机制及压裂可改造性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 选题依据与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 深部煤层气的界定 |
1.2.2 深部煤层气勘探开发现状 |
1.2.3 深部煤储层孔渗特征 |
1.2.4 深部煤储层压裂可改造性 |
1.3 存在的问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究技术路线 |
1.5 完成的主要工作量 |
1.6 取得的主要成果及创新点 |
1.6.1 主要成果 |
1.6.2 创新点 |
1.7 本章小结 |
2 区域地质概况及煤层特征 |
2.1 区域地质概况 |
2.1.1 自然地理概况 |
2.1.2 构造特征 |
2.1.3 地层特征 |
2.1.4 含煤岩系沉积特征 |
2.1.5 水文地质特征 |
2.1.6 岩浆活动 |
2.2 主力煤层地质特征 |
2.2.1 厚度 |
2.2.2 埋深 |
2.2.3 储层温度 |
2.2.4 储层压力 |
2.2.5 含气量 |
2.3 本章小结 |
3 煤级制约下的深部煤储层孔隙结构特征 |
3.1 煤变质程度特征 |
3.1.1 空间展布特征 |
3.1.2 煤变质过程推演 |
3.2 不同变质程度煤的物质组成特征 |
3.2.1 煤岩特征 |
3.2.2 煤质特征 |
3.3 不同变质程度煤的孔隙结构特征 |
3.3.1 基于氮气吸附的孔隙结构特征 |
3.3.2 基于高压压汞的孔渗特征 |
3.4 本章小结 |
4 多期构造叠加作用下的煤储层物性差异演化 |
4.1 关键时期古构造应力场及形迹恢复 |
4.1.1 节理(构造裂隙)发育特征 |
4.1.2 古构造应力场恢复 |
4.1.3 古构造形迹反演 |
4.1.4 煤储层历史最大变形程度的定量表征 |
4.2 多期构造作用下的煤体结构特征 |
4.2.1 基于GSI的煤体结构测井量化表征 |
4.2.2 煤体结构的空间展布特征 |
4.3 多期构造作用下的煤储层物性差异演化 |
4.3.1 煤体结构特征 |
4.3.2 裂隙发育特征 |
4.3.3 渗流特征 |
4.4 本章小结 |
5 温度和应力耦合作用下的深部煤储层孔渗特征 |
5.1 温度和应力耦合作用下的煤储层微观孔裂隙结构特征 |
5.1.1 实验设计及仪器 |
5.1.2 实验结果及分析 |
5.2 温度和应力耦合作用下的煤储层渗透率特征 |
5.2.1 实验设计及仪器 |
5.2.2 实验结果及分析 |
5.3 煤储层渗透率预测模型 |
5.3.1 模型推导 |
5.3.2 模型验证及应用 |
5.4 本章小结 |
6 临兴地区深部煤储层压裂可改造性分析 |
6.1 煤岩力学性质 |
6.1.1 温度-应力对煤力学性质的影响 |
6.1.2 煤体结构对煤力学性质的影响 |
6.1.3 煤岩力学性质差异 |
6.2 地应力特征 |
6.2.1 地应力方向 |
6.2.2 地应力大小 |
6.3 压裂可造性分析 |
6.3.1 压裂模拟软件简介 |
6.3.2 煤储层渗透率对压裂效果的影响 |
6.3.3 煤岩弹性模量对压裂效果的影响 |
6.3.4 地应力对压裂的影响 |
6.4 实例分析 |
6.4.1 井位概况 |
6.4.2 煤储层特征 |
6.4.3 压裂施工概况 |
6.4.4 压裂效果分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、低渗储层压裂技术应用效果评价(论文参考文献)
- [1]中国海油非常规和海上低渗储层压裂技术现状与展望[J]. 范白涛,陈峥嵘,姜浒,吴怡,李斌,杨琦,李亮. 中国海上油气, 2021(04)
- [2]煤系地层水力压裂裂缝扩展规律及界面影响机理研究[D]. 姜玉龙. 太原理工大学, 2020
- [3]致密砂岩油藏蓄能体积压裂增产机理研究[D]. 李兴科. 东北石油大学, 2020
- [4]基于地震-地质的煤储层可改造性综合评价研究[D]. 曹路通. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [5]突出煤层顶板分段压裂增透机理及应用[D]. 张帆. 河南理工大学, 2019(04)
- [6]低渗储层水力裂缝扩展特征的数值模拟研究[D]. 李志超. 大连理工大学, 2019(06)
- [7]克拉美丽气田压裂工艺技术研究[D]. 杨涛. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [8]W区直井重复体积压裂参数优化与效果评价[D]. 康剑钊. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [9]储层压裂液伤害的微生物及酶修复机理研究[D]. 马鑫. 中国石油大学(华东), 2019(01)
- [10]临兴深部煤储层孔渗成因演化机制及压裂可改造性研究[D]. 高向东. 中国矿业大学(北京), 2019(11)