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页岩气藏缝网压裂数值模拟(赵金洲等)思维导图

涪陵页岩气体积压裂改造理念及关键技术

涪陵页岩气体积压裂改造理念及关键技术邹龙庆张剑李彦超（川庆钻探井下作业公司）摘要涪陵页岩储层为龙马溪组海相页岩，以灰黑色粉砂质页岩及灰黑色碳质页岩为主，优质页岩厚度为38m~44m，储层具有有机质类型好、丰度高、矿物脆性指数高、可压性强、裂缝层理发育、含气性高等特点。本文系统总结了涪陵页岩气体积压裂改造理念及关键特色技术，即以综合地质评价为改造基础，以大型体积压裂为储层改造理念，以水平井及多级压裂为技术保障，获取最大的储层改造体积，实现页岩气的高效开发。涪陵页岩气体积改造理念及关键技术为前期27口井的高效开发提供了技术保障，为未来中国海相页岩气高效开发积累了经验。关键词页岩气涪陵体积改造水平井分段压裂前言四川盆地是我国页岩气最富集有利区，主要勘探区域为威远、长宁、富顺-永川、昭通、涪陵地区，层系为志留系龙马溪组、寒武系筇竹寺组，其中，涪陵区块位于川东高陡褶皱带万县复向斜的南扬起端包鸾一焦石坝背斜带焦石坝构造高部位，川东南涪陵地区评价下志留统龙马溪组。借鉴北美海相页岩气体积压裂改造经验，通过对涪陵区块页岩储层岩心资料、测井数据、岩石力学参数等资料综合分析，建立页岩储层综合可压指数预测模型，实现储层改造评价；借助页岩储层大型体积压裂改造理念，应用水平井及分段压裂技术，进行涪陵地区页岩气开发[1-4]。截至2014年5月17日，在涪陵页岩气田280平方公里一期产建区，已开钻页岩气井82口，完钻47口，投产27口，平均单井日产气量在11万方以上，涪陵页岩气体积改造理念及关键技术为前期27口投产井的高效开发提供了技术保障。 1. 储层地质特征 1.1气藏基本特征涪陵页岩气区块主要目的层位为龙马溪组地层，埋藏深度为2400~3500m，优质页岩厚度为38m~42m，岩性为灰黑色粉砂质页岩及灰黑色碳质页岩，天然

压裂技术详解

压裂技术详解第一节压裂设备 1．压裂车：压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。压裂泵是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。 2．混砂车：混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车。它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。 3．平衡车：平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内，保护封隔器和套管。另外，当施工中出现砂堵、砂卡等事故时，平衡车还可以立即进行反洗或反压井，排除故障。 4．仪表车：仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车，采集和显示施工参数，进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。

5．管汇车：管汇车的作用是运输管汇，如；高压三通、四通、单流阀、控制阀等。第二节压裂施工基本程序 1．循环：将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。循环路线是液罐车-混砂车-压裂泵-高压管汇-液罐车，旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。循环时要逐车逐档进行，以出口排液正常为合格。 2．试压：关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa，保持2-3min不刺不漏为合格。 3．试挤：试压合格后，打开总闸门，用1-2台压裂车将试剂液挤入油层，直到压力稳定为止。目的是检查井下管柱及井下工具是否正常，掌握油水的吸水能力。 4．压裂：在试挤压力和排量稳定后，同时启动全部车辆向井内注入压裂液，使井底压力迅速升高，当井底压力超过地层破裂压力时，地层就会形成裂缝。5．支撑剂：开始混砂比要小，当判断砂子已进入裂缝，相应提高混砂比。 6．替挤：

页岩气体积压裂缝网模型分析及应用

页岩气体积压裂缝网模型分析及应用摘要：页岩储层孔喉细小、渗透率低，水力压裂后形成主裂缝及诱导裂缝网络加剧了页岩气流动的复杂性。为了准确表征页岩气拟稳态渗流特征，提出了离散裂缝耦合多重连续介质系统数学表征方法，并针对储层裂缝分布形态，利用商业数值模拟器建立了考虑吸附/解吸的页岩气藏离散裂缝耦合多重连续介质数值模拟模型。模型中采用局部网格加密的方法描述离散裂缝网络，基于建立的多重连续介质系统数学方法表征压裂后形成的密集分布微小裂缝体系。利用建立的模型，系统分析了储层横向/纵向动用程度以及裂缝导流能力、裂缝半长、裂缝排布方式等裂缝参数对页岩气泄气面积和气井产能的影响。关键词：页岩气；缝网压裂；连续介质模型；动用程度；数值模拟 1前言页岩气储层渗透率极低，在成岩作用、多阶段构造演化、气体赋存状态及介质尺度等方面都与常规油气藏存在较大差异，其既是烃源岩又是储集层，储层中发育大量的微纳米孔隙和干酪根有机质，是典型的原地成藏。近年来，随着长井段水平井技术和分段压裂技术的发展，非常规油气资源的开发成为可能。页岩气储层压裂过程中容易产生裂缝网络系统，形成的多尺度天然裂缝-人工裂缝相互交织会在储层中形成宏观优势流动区域，影响渗流场压力和流体组分的分布。 2多重连续介质基质-裂缝网格划分目前，常采用Warron-Root双重介质模型描述基质-裂缝交互渗流机制，当本文模型与双重介质模型网格剖分相同时二者描述的流体运移规律相同。采用Matlab软件对笔者建立的离散裂缝耦合多重连续介质模型及Warron-Root双重介质模型进行编程求解。图1所示为当本文模型的网格剖分与Warron-Root双重介质模型相同时生产井井底压力的变化规律。图1本文模型和Warron-Root模型井底压力对比图2不同形状因子对井底压力的影响由图2可知，形状因子值越大，基质-裂缝窜流量就越大，表明从基质流出到裂缝的渗流阻力越小。在多重连续介质系统中，采用多层嵌套方法表征基质内流体的流动规律。进行计算分析时，将基质分成了6层。取Km/Kf=0.00001，0.0001，0.001，0.01，0.1，研究不同岩石基质与裂缝渗透率比值下井底压力变化规律及多重连续介质不同层的压力分布规律。：基质与裂缝的渗透率比值较大时，井底压力下降快，分析认为，基质渗透率与裂缝渗透率相近时流体交换流动阻力小；相反，如果基质与裂缝的渗透率比值较小，如Km/Kf=0.00001，则井底压力下降不明显，说明流体从渗透率极低的基质中流出来较困难。基质与裂缝的渗透率比值较大时，流体在基质内部的流动阻力较小，流动速度较快，各层压裂达到拟稳态的时间较短；反之，则流体的流动阻力较大，流动速度较慢，达到拟稳态流动的时间较长。 3页岩气储层动用规律在深入分析页岩气藏物性参数及流动特征的基础上，基于前文提出的离散裂缝耦合多重连续介质模型建立了考虑页岩气吸附/解吸的多重孔隙介质压裂水平井复杂缝网数值模拟模型。模拟研究单元取水平井的一侧，网格数为60×40×2，研究工区尺寸1200m×800m×20m，采用多重连续介质模型对每个网格中流体的流动规律进行表征，并以离散裂缝局部加密表征具有缝网系统复杂特征的人工主裂缝

(工艺技术)油田压裂新技术工艺

2012年4月8日星期日 1、黑油模型：指油质较重性质的油藏类型。黑油模型是最完善、最成熟，也是应用最为广泛的模型。是油藏数值模拟的基础，其它模型大都是黑油模型的扩展。（1）黑油模型的基本假设：（1）油藏中的渗流是等温渗流。（2）油藏中最多只有油、气、水三相，每一相均遵守达西定律。（3）油藏烃类只含有油、气两个组分。在油藏状态下，油气两组分可能形成油气两相，油组分完全存在于油相内，气组分则可以以自由气的方式存在于气相中，也可以以溶解气的方式存在于油相中，所以地层内油相为油组分和气组分的某种组合。在常规油田中，一般不考虑油组分向气组分挥发的现象。（4）油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的，即认为油藏中油气两相瞬时达到相平衡状态。（5）油水之间不互溶；天然气也假定不溶于水。煤层气：赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。全国煤层气试验区分布图 J3-K1 哈尔滨 28 3、页岩气页岩气形成的条件（1）岩性：形成页岩气的岩石除页岩外，还包括泥岩、粉砂岩、甚至很细的砂岩（2）物性：页岩最突出的特点是孔隙度和渗透率极低，典型的气页岩的基质渗透率处于微达西~纳达西范围，因此气体在储层中的流动主要取决于页岩中天然裂缝的发育情况（3 ）矿物组成：粘土矿物和碳酸盐含量低、粉砂质或硅质（石英）含量较高比较有利。（4）裂缝：裂缝发育适中。 2012-4-9 4、压裂工艺成果压裂工艺推陈出新，分段压裂、裂缝性气藏压裂、火山岩压裂、降滤压裂、重复压裂、转向压裂、控缝高压裂等压裂技术得到了成功应用，特别是水平井分段压裂技术的推广应用, 保障油气田增储上产方面发挥了巨大作用。较好指标： 2、乌鲁木齐 J1-2 J3-K1 J3-K1 J3-K1 J3-K1 J2 J1-2 J1-P2 J1-2 J1-2 西宁兰州 J1-2 1-2 西安 P2 成都 2"| C-P 北京1 ? 济南3 9 C-P 长春 E J3-K1 1开滦 15 韩城 2大城 16 蒲县 3济南 17 柳林 4淮北 18 吴堡 5淮南 19 三交 6平顶山 20 临县 7荥巩 21 兴县 8焦作 22 丰城 9安阳 23 冷水江 10晋城 24 涟邵 11屯留 25 沈北 12阳泉 26 红阳 29 阜新 13澄合 27 铁法 30 辽河 14彬长 28 鹤岗 T3 武汉二长沙 2 ： P2 上海 P2 P2 福州卢台北

陆相页岩气勘探开发技术问题及对策(1)

四、陆相页岩气勘探开发存在的问题及技术对策 2、工程技术方面（1）钻井技术方面存在问题：鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层粘土矿物含量高，且主要由伊/蒙混层矿物组成，钻井过程中，特别是在长水平段钻进时，水基钻井液易滤失到地层而使粘土矿物膨胀，导致井壁垮塌等井下复杂事故；技术对策： ①开展页岩气钻井井壁稳定性研究，优化钻井参数，避免钻井过程中井壁的缩颈或垮塌； ②开发油基钻井液体系，如白油基钻井液，闪点高、低毒、无荧光，既解决了页岩段钻井安全的问题，又有利于储层保护。（2）固井技术方面存在问题：页岩气井固井采用了双密度水泥浆固井技术，但对于鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层来说，压力低、微裂缝发育，固井水泥浆体系必然要滤失一部分水进入地层，对储层产生污染。技术对策：开发低密度泡沫水泥浆体系，降低水泥浆体系的密度，同时降低滤失量，降低固井过程对页岩气储层的伤害程度。（3）压裂技术方面存在问题：

①陆相页岩气主要采用大型滑溜水压裂工艺进行增产改造，一是每次（级）压裂需要使用2000方左右水，当水平井大规模多级压裂时，则需使用上万方水，这对水资源缺乏的陕北地区是一个严峻的考验；二是陆相页岩气储层粘土矿物含量高，地层强水敏，压裂时大量水进入储层会造成粘土矿物膨胀、分散运移，可能导致形成的页岩裂缝堵塞，影响最终的压裂效果；三是压裂后返排液量较大，外排可能对环境造成污染； ②水平井是页岩气开发的主要方式之一，分段压裂工具是水平井压裂的关键技术，目前使用的都是国外压裂工具，存在价格过高的问题；技术对策： ①采用丛式井开采页岩气，将返排出的压裂液经过回收处理，再用于其它井的压裂施工。 ②探索和试验页岩气井纯液态CO2压裂工艺，利用陕北煤化工富余CO2的资源优势和CO2独特的物理化学性质，替代滑溜水进行压裂改造，不仅对储层无伤害，而且也没有压裂返排液需要处理及外排的问题； ③与国内高校、研究机构合作研究，开发出页岩气水平井压裂井下工具，降低成本。（4）地面集输技术方面存在问题：页岩气井单井产量低，地面塬、梁、峁、沟纵横，管网建设难度

陆相页岩气选区标准

ICS DB 陕西省地方标准 DB XX/ XXXXX—XXXX 陆相页岩气选区标准 Geological regional selection standard of continental shale gas （征求意见稿） XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

目次前言 (Ⅱ) 1 范围...................................................... 错误！未定义书签。2规范性引用文件............................................. 错误！未定义书签。 3 总则...................................................... 错误！未定义书签。 4 术语和定义................................................ 错误！未定义书签。 5 地质选区参数确定.......................................... 错误！未定义书签。 6 页岩气选区程序及标准...................................... 错误！未定义书签。 7 选区结果提交 (4)

前言本标准按照GB/T 1.1-2009 标准化工作导则给出的规则编写。本标准由陕西延长石油（集团）有限责任公司提出。本标准由陕西省能源局归口。本标准起草单位：陕西延长石油（集团）有限责任公司。本标准主要起草人：王香增、张丽霞、姜呈馥、孙建博、郭超。本标准首次发布。

水平井段内多裂缝压裂用暂堵剂评价报告

企业简介东方宝麟科技发展（北京）有限公司，是国内独资石油专业技术服务公司，主要从事石油技术研发、现场服务与咨询业务，特色业务包括油藏增产措施、水平井建井优化、油气田开发经济评价及开发决策。著名压裂大师Michael J. Economides和美国两院院士Christine A.Ehlig-Economides为公司董事及高级技术顾问，并与美国A&M大学和休斯顿大学是战略合作伙伴关系。公司拥有裂缝性储层缝网压裂技术、非常规气藏（致密气、页岩气）体积压裂技术、低伤害胶塞控制压裂技术、CO2清洁压裂液技术、可降解纤维压裂液技术、超高温清洁压裂液技术、水平井段内多裂缝体积压裂技术、多井同步压裂技术等多项特色技术，公司还承担或参与体积压裂改造技术的理论研究、软件开发、压裂液体系研发、工艺创新等国内前沿先进压裂成套技术的科研工作。目前公司在国内的主要客户有中国石油、中国石化、中海油、延长石油所属的各大油气田。

●技术原理裸眼水平井段内多裂缝控制技术是应用专用水溶性暂堵剂在压裂中暂堵前次缝或已加砂缝，从而造出新的裂缝。控制技术的实施方法是在施工过程中实时地向地层中加入控制剂，该剂为粘弹性的固体小颗粒，遵循流体向阻力最小方向流动的原则，控制剂颗粒进入地层中的裂缝或高渗透层，在高渗透带产生滤饼桥堵，可以形成高于裂缝破裂压力的压差值,使后续工作液不能向裂缝和高渗透带进入，从而压裂液进入高应力区或新裂缝层，促使新缝的产生和支撑剂的铺置变化。产生桥堵的控制剂在施工完成后溶于地层水或压裂液，不对地层产生污染。针对不同储层特性、不同封堵控制的作用，经过拟合计算确定不同的有效用量。通过特殊工艺技术,可实现支撑剂均匀分布在裂缝中、控制裂缝延伸有效长度、实现多裂缝的形成、实现裂缝转向等。在一定的用量范围内(相对小剂量),可以使支撑剂均匀分布在裂缝中；在一定的用量范围内(相对中剂量),可以控制裂缝的有效缝长；在一定的用量范围内(相对大剂量),在加砂中或二次加砂前,可以形成多裂缝；在一定的用量范围内(相对大剂量),可以形成新的裂缝,在地应力决定条件下,可以使裂缝方向发生变化。 ●技术特点强度高：具有很高的承压能力；形成滤饼：在地层可以形成滤饼，封堵率高，封堵效果好；可溶性好：在压裂液中可以完全溶解，不造成新的伤害；有利于返排：内含F表面活性剂，有利于助排；方法操作简单：投入方法简单，不会给压裂设备带来新的负担；时间可控：所需的压力和封堵时间，可以通过应用量剂大小、成分组成、颗

压裂-工程技术试题(管理岗)

工程技术试题（管理人员）填空题部分 1.破裂压力计算：直井：瞬时停泵压力+（射孔底界—射孔顶界）/2*100 、水平井：瞬时停泵压力+垂深、 2.如井下有封隔器，压裂时套管平衡压力一般采用地面泵压的1/3~1/5。 3.常用压裂管柱的规格:（1） 73mm(2?in ）油管：外径73mm ，内径62mm 。内容积3.019L/m ，外容积 4.185 L/m 。（2）89mm(3in ）油管：外径88.9mm ，内径76mm 。内容积4.536L/m ，外容积6.207 L/m 。 4.对于任意时间段的混砂比，可通过下式计算得出：平均混砂比= 砂量时间排量砂量 *64.0* % ，该式为石英砂(密度1.67×103Kg/m)混砂比计算公式，如果为其它支撑剂，则视其密度，式中系数作相应变化。 5.原地层的渗透率与有效厚度的乘积称为地层系数。 6.喷砂器的作用：向地层喷砂液，造成节流压差，保证封隔器所需的坐封压力。 7.压力系数是指某地层深度的地层压力与该深度的静水柱压力之比。 8.在进行井下作业时，压井液压力的下限要能够保持与地层压力平衡，而其上限则不应超过地层的破裂压力以避免压裂地层造成井喷。 9.理想的压裂液必须具有多种用途并满足以下条件：低滤失性，携砂性，降阻性，稳定性，配伍性，低残渣，易返排。 10.施工时液体的流动过程：压裂液罐-混砂装置-压裂泵车-管汇-地面管线-井口-井下管线-喷砂器-油套环空-射孔炮眼-地层。 11.地质构造的基本类型有四类：水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造。 12.天然石油是从油、气田中开采出来的；人造石油是从煤或油页岩等干馏出来的。 13.根据圈闭的成因，圈闭分为构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭等。 14.一个油气藏必须具备两个基本条件：同一圈闭内油气聚集；具有统一的压力系统。 15.大庆长垣的原油属于石蜡基原油，含蜡量达20％～30%，凝固点为23～

页岩气开采压裂技术

页岩气开采压裂技术摘要：我国页岩气资源丰富但由于页岩地层渗透率很低,页岩气井完井后需要经过储层改造才能获得理想的产量,而水力压裂是页岩气开发的核心技术之一。在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上,剖析了国外的应用实例,分析了各种水力压裂技术( 多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂以及同步压裂技术)的特点和适用性, 探讨了天然裂缝系统和压裂液配制在水力压裂中的作用。关键词：水力压裂页岩气开采压裂液 0 前言自1947年美国进行第1次水力压裂以来,经过50多年的发展,水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维; 压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型,且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响; 压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼和清洁压裂液体系;支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒,并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂;压裂设备从小功率水泥车发展到1000型压裂车和2000 型压裂车;单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业;压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。同时, 从开发井压裂拓宽到探井压裂,使压裂技术不但成为油气藏的增产增注手段,如今也成为评价认识储层的重要方法。 1 国内外现状水力压裂技术自1947年在美国堪萨斯州试验成功至今近半个世纪了,作为油井的主要增产措施正日益受到世界各国石油工作者的重视和关注,其发展过程大致可分以下几个阶段: 60 年代中期以前, 以研究适应浅层的水平裂缝为主这一时期我国主要以油井解堵为目的开展了小型压裂试验。 60 年代中期以后, 随着产层加深, 以研究垂直裂缝为主。这一时期的压裂目的是解堵和增产, 通常称之为常规压裂。这一时期,我国进入工业性生产实用阶段,发展了滑套式分层压裂配套技术。 70年代，进入改造致密气层的大型水力压裂时期。这一时期,我国在分层压裂技术的基

页岩储层网络压裂技术研究与试验

［收稿日期］2012－04－06 ［基金项目］国家“十二五”重大专项示范工程项目（2011ZX05048－006－002）［作者简介］贾长贵（1973—），男，河南安阳县人，高级工程师，博士，主要从事非常规油气水力压裂机理、优化设计、滑溜水及现场试验等方面的研究与应用工作；E －mail ：cyyjcg@163．com 页岩储层网络压裂技术研究与试验贾长贵，李双明，王海涛，蒋廷学（中国石化石油工程技术研究院，北京100101）［摘要］页岩储层压裂技术是页岩油气高效勘探开发的关键技术和核心技术。与常规低渗油气储层压裂单一长缝改善压裂效果不同，低孔极低渗的页岩压裂主要目标是形成具有有效导流能力的网络裂缝，确保压裂改造体积足够大，且经济有效。提出了页岩网络压裂有效改造体积（ESRV ）的概念。在借鉴北美页岩气压裂的经验和前期国内页岩气压裂实践的基础上，针对我国页岩储层的具体特点，在压前进行评价方法、射孔参数优化、诱导复合测试压裂、网络压裂对策和排采技术等方面进行了探索性的研究，初步形成了页岩网络压裂技术，现场试验效果明显，解决了裂缝性脆性页岩压裂易砂堵、成功率低的难题。［关键词］页岩；储层；网络压裂［中图分类号］TE38［文献标识码］A ［文章编号］1009－1742（2012）06－0106－07 1前言页岩油气开发技术是近十年来全球最重大的能源技术革命。以水平井多级压裂和“井工厂模式”为核心的页岩勘探开发技术促使了北美页岩油气的成功开发，其快速生产使美国天然气产量获得大幅度增长， 2011年页岩气产量高达1800?108m 3。我国页岩气资源量据预测为31?1012m 3 ，与美国页岩气资源量基本相当。我国“十二五”期间计划建产65?108m 3，页岩气开发前景广阔，但由于还未完全掌握页岩气压裂配套工具等关键技术和产品，要实现页岩气高效勘探开发和跨越式发展仍然有相当大的难度。前期由于对我国页岩储层的特性和差异性认识不足，国内页岩气压裂多是仿照北美页岩气压裂模式，现场实施效果并不理想，主要表现为：一是砂堵井多，施工成功率低；二是部分井储层品质和钻井气显示很好，压裂工艺成功，但压裂后效果很差，或大量见水、产气量极低甚至无气产出。究其原因，主要是没有重视中美页岩储层的差异性，没有充分考虑我国页岩储层的强非均质性特点，压裂设计的针对性不强，同时在页岩储层压前评价和压后排采方面的工作也比较粗放。文章在借鉴北美页岩气压裂的经验和前期国内页岩气压裂实践的基础上，提出了页岩网络压裂（effective simulated reservoir volume ，ESRV ）的概念，针对我国页岩储层的具体特点，在压前评价方法、射孔参数优化、诱导复合测试压裂、加砂程序优化和排采技术等方面进行了探索性的研究与现场试验，效果明显。 2页岩网络裂缝的概念页岩气是国务院最近批准的第172个独立矿种。它赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，是以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。颗粒粒径小于0．0039mm 的沉积岩均可称为页岩，大量脆性矿物会影响页岩储层质量，尤其是石英。页岩粒度不同会影响页岩充填物的渗透率，有时会使渗透率很低。粉砂质或砂质夹层可改善其

页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展_潘林华 (1)

收稿日期：20131204；改回日期：20140519 基金项目：国家自然科学基金“页岩气储层低频脉冲水力压裂增渗机理研究”（51304258）；“863计划”页岩气勘探开发新技术“页岩气压裂裂缝微地震监测技术研究” （2013AA064503）作者简介：潘林华（1982－），男，工程师，2006年毕业于中国石油大学（北京）土木工程专业，2013年毕业于该校油气田开发工程专业，获博士学位，现主要从事岩石力学、地应力和压裂裂缝起裂和扩展等方面的研究工作。 DOI ：10.3969/j.issn.1006－6535.2014.04.001 页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展潘林华 1，2，3 ，程礼军1，2，3，陆朝晖1，2，3 ，岳锋 1，2，3 （1.国土资源部页岩气资源勘查重点实验室重庆地质矿产研究院，重庆400042；2.重庆市页岩气资源与勘查工程技术研究中心重庆地质矿产研究院，重庆400042； 3.油气资源与探测国家重点实验室重庆页岩气研究中心，重庆400042）摘要：页岩储层低孔低渗，水平井多级压裂、重复压裂和多井同步压裂为主要的增产措施，压裂缝扩展和展布对于页岩压裂设计和施工、裂缝监测、产能评价至关重要。对大量相关文献进行了调研和分析，得出以下结论：①水力压裂室内实验是评价页岩复杂裂缝形态最直接的方法，但难以真实地模拟实际储层条件下的水力压裂过程；②扩展有限元、边界元、非常规裂缝扩展模型、离散化缝网模型、混合有限元法及解析和半解析模型为页岩气常用的复杂裂缝扩展模拟方法，但各种方法都有其优缺点和适用性，需要进一步改进和完善才能真实地模拟页岩复杂裂缝扩展；③天然裂缝分布和水平主应力差共同决定页岩复杂裂缝网络的形成，天然裂缝与水平最大主应力方向角度越小、水平主应力差越大，复杂裂缝网络形成难度越大；天然裂缝与水平最大主应力方向的角度越大、水平主应力差越小，越容易形成复杂裂缝网络。研究结果可以为页岩储层缝网压裂裂缝扩展模拟和水力压裂优化设计提供借鉴。关键词：页岩气；水平井；水力压裂；压裂技术；裂缝扩展；室内实验；数值模拟中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1006－6535（2014）04－0001－06 引言页岩储层孔隙度、渗透率极低，给页岩气的经济高效开发带来了极大的困难和挑战，长水平井段钻井和多段大排量水力压裂施工是页岩气开发的关键和核心技术［1－2］，能最大程度地增加压裂裂缝的改造体积和表面积，最终达到提高产量和采收率的目的。页岩储层脆性大，天然裂缝和水平层理发育，压裂过程中容易发生剪切滑移和张性破坏［3］，压裂裂缝不再是单一对称的两翼缝，可能形成复杂的网状裂缝，给页岩水力压裂设计、裂缝监测及解释、压后产能预测等带来诸多不便。压裂裂缝的展布特征和裂缝形态可以通过室内实验和数值模拟方法进行评价。笔者广泛调研了目前页岩储层水平井压裂技术、复杂裂缝室内实验模拟和数值模拟方法的现状，分析了各种页岩水力压裂技术及压裂裂缝模拟方法的优缺点，对后续页岩储层水平井水力压裂技术的选择以及压裂设计具有指导意义。 1页岩储层水力压裂技术页岩储层水力压裂是个复杂的系统工程，用液量大、施工车组多、耗时长、资金耗费量大。页岩储层水力压裂涉及压裂设计、压裂工艺选择、压裂液选择与配置、压裂设备和井下工具选择、压裂裂缝监测等问题，需要进行系统的考虑和处理。1.1 页岩储层水平井多级压裂技术水平井多级压裂技术是页岩储层开发的关键技术，长水平井段、多级水力压裂使页岩储层能够形成多条压裂裂缝，可以增大页岩储层与井筒的渗流通道［4］。目前常见的页岩水平井压裂主要有4 种。（1）水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术［5－6］。该技术是国内外常用的页岩储层水力压

缝网压裂应用效果的分析与认识

缝网压裂应用效果的分析与认识发表时间：2014-12-15T13:18:52.247Z 来源：《科学与技术》2014年第10期下供稿作者：刘会红 [导读] 裂缝导流能力是指充填支撑剂的裂缝传导或输送储集层流体的能力。大庆油田有限责任公司试油试采分公司地质大队刘会红摘要分析缝网压裂机理并联系现场施工情况，分析和说明了缝网压裂的应用效果。通过12口缝网压裂井的试油资料，对缝网压裂井的打入地层压裂液、日产油量、返排率等重要参数进行分析评价。得出了缝网压裂的特征：增产效果明显；打入地层压裂液大；返排率高；排液时间长；使用范围广。关键词：缝网压裂；渗透率；应用效果；导流能力 1 缝网压裂的基本原理缝网压裂技术的作用机理有相同之处，大致如下：（1）裂缝必须以复杂的缝网形态进行扩展。（2）迫使裂缝发生剪切破坏，错断、滑移，而不是进行单一的张开型破坏。（3）储层岩石有显著的脆性特征。（4）存在天然裂缝及其相互沟通状况。（5）实施“分段多簇”射孔实施应力的干扰，增大储层体积，这是实现体积改造和技术成功的技术关键。图1 缝网压裂效果示意图 2 缝网压裂的理论分析裂缝导流能力裂缝导流能力是指充填支撑剂的裂缝传导或输送储集层流体的能力。定义为在储层闭合压力下，裂缝支撑剂层的渗透率与裂缝支撑缝宽的乘积，单位是 D?cm。（1） 3 缝网压裂技术的现场应用效果分析 2014年中浅层共统计了12口井的缝网压裂情况。表1 现场12口压裂井打入地层液量及返排率 3.1 增产效果好，日产油量大。采用缝网压裂技术的压裂井比同区块比邻井产量较高，是同区块邻井产量的3.51倍。在最近几年统计的缝网压裂中12口井有9口井达到工业油层，占总井数75%。具体如图2

国内大型压裂技术的应用与发展_张光生

第41卷第1期辽宁化工 Vol.41，No. 1 2012年1月 Liaoning Chemical Industry January，2012 收稿日期： 2011-09-19 国内大型压裂技术的应用与发展张光生1，2，王维波1，杨冬玉1，廖晶2，张红丽3，王雷波4，王华军1 （1. 西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065； 2. 河南油田勘探开发研究院地质实验室，河南南阳 473132； 3. 中国石油川庆钻探长庆钻井公司第二工程项目部，甘肃庆阳 745100； 4. 北京恩瑞达科技有限公司压裂套管堵漏项目部，北京 100192）摘要：大型压裂在我国的应用与发展已有十余年时间，但大型压裂目前尚无明确的界定标准。国内近年来形成了低渗透薄互层油藏大型压裂、大型酸化压裂改造、大型加砂压裂、低伤害大型压裂等一系列成熟的大型压裂技术。大型压裂具有地质条件复杂多样、机组功率大、施工规模大、增产效果显著等特点，在今后很长时期内将继续担当低渗透油气层勘探试油，新井投产和油层改造的重任。关键词：大型压裂；低渗；薄互层油藏；裂缝；酸化压裂中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2012）01-0046-05 1 中小规模压裂向大型压裂的变化水力压裂凭借由地面向井内泵注液体的能量，使油层破裂，继而填以支撑剂，形成并保持裂缝，从而改善油气层导流能力，以达到油水井增产增注的目的。水力压裂技术是人们在认识地层、开发油气资源的长期实践中逐步总结出来的成果。 1947年7月世界第一口压裂井在美国堪萨斯州Hugoton 气田Kelpper 1井成功压裂[1] ，至今已有上百万井次的压裂作业。1954年中国开始应用水力压裂，20世纪70年代逐步对油层水力压裂基本原理、压裂工艺、压裂液、支撑剂、压裂工具、压裂设备、压裂施工中的事故预防和处理等问题进行研究和实践。五十多年来，水力压裂技术已由简单的、低液量、低排量压裂增产方法发展成为一项标准的开采工艺技术。最初的压裂作业，液量一般只有几立方米，而现代大型压裂作业液量已达几百立方米，支撑剂达上百吨。大型压裂（Massive Hydraulic Fracturing，MHF）是相对于中小规模的压裂而言，虽然目前没有文献或者资料对大型压裂做出明确界定，但公开出版的文献中普遍将压裂液用量400 m 3 以上、加砂量50 m 3 以上、最高施工泵压60 MPa 以上，同时动用了数台较大功率机组且有较大排量和较长作业时间的压裂作业称为大型压裂。20世纪90年代国内开始实施大型压裂施工,迄今已完全具备大型、超大型压裂的技术能力。如果能制定明确的大型压裂标准，无疑将有利于行业技术实力的量化比较和品牌形象的树立。 2 国内大型压裂技术应用现状 2.1 应用现状为研究致密气藏而发展起来的的水力压裂技术，其作业规模从小型发展到大型甚至超大型已成为压裂技术发展的一个重要方面。国内近年来将其广泛应用于油气藏增产改造，并取得良好增产效果。胜利、新疆、四川等油气田，屡屡以压裂液用量、加砂量、最高施工泵压等关键参数，不断刷新和创造国内大型压裂规模纪录。表1汇总了近年来国内部分大型压裂井况与施工参数。大型压裂不仅应用于低渗透薄互层砂岩油藏、低孔-特低渗薄互层油藏、低渗砂砾岩油藏、潜山裂缝性变质岩油藏、火山岩油藏、致密页岩气藏、低压气藏、低渗透砂岩气藏等，而且也用于碳酸盐岩油气藏酸压改造，以及煤层气压裂[2,3] 。 2.2 主要技术的研究与开发（1）低渗透薄互层油藏大型压裂技术 ① 二维流动的拟三维裂缝扩展模拟技术[4] 大型压裂技术的出现使人们认识到裂缝内过高的压力容易克服遮挡层岩石应力，使水力压裂的裂缝沿长、宽、高三个方向同时延伸。低渗透薄互层砂岩油藏隔层薄、强度低，裂缝的长高比往往小于4，以前只考虑流体一维流动的拟三维裂缝扩展模型就不够真实。根据低渗薄互层油藏大型压裂的特点，在适当假设的基础上，应用线弹性断裂理论，建立流体沿着裂缝高度和长度方向流动的拟三维裂缝扩展

延川南煤层气复杂缝网整体压裂技术研究与应用

油气藏评价与开发第8卷第3期2018年6月 RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT 收稿日期：2017-11-23。第一作者简介：赖建林（1986—），男，工程师，非常规及低渗透储层改造研究。延川南煤层气复杂缝网整体压裂技术研究与应用赖建林，房启龙，高应运，魏伟（中国石化华东油气分公司石油工程技术研究院，江苏南京210031）摘要：由于煤储层端割理和面割理发育的特点，压裂容易形成复杂的裂缝形态，常规双翼裂缝模型并不适用于煤层气压裂设计优化。为了提高煤层气整体压裂开发效果，提出了煤层复杂裂缝等效渗流表征方法，将复杂的网络裂缝等效为高渗透带，通过优化高渗透带的大小和渗透率，获得最佳的整体压裂裂缝长度和导流能力。同时采用三维裂缝模拟软件进行体积压裂施工参数优化，并开展3口井压裂施工和井下微地震裂缝监测试验。结果表明，压裂裂缝波及范围较广，复杂程度较高，压后平均日产气量1376.7m 3，为实现煤层气田整体压裂开发提供了技术支撑。关键词：煤层气；整体压裂；缝网压裂；体积压裂；参数优化中图分类号：TE357文献标识码：A Research and application of integral network-fracturing of coal-bed methane of southern Yanchuan Lai Jianlin,Fang Qilong,Gao Yingyun and Wei Wei （Petroleum Engineering Technology Research Institute,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210031,China ）Abstract:Due to the well-developed end cleat and surface cleat,the complicated fracture morphology forms easily in the coal-bed fracturing,and the conventional double-wing fracture model is not suitable for the optimization of the coal-bed methane fracturing design.In order to improve the production of the coal-bed methane,we proposed a characterization method for the equivalent seep?age of the complex fracture,in which the complex network fracture was equivalent to the high permeability zone.By optimizing the size and permeability of the high permeability zone,we got the best overall fracturing fracture length and fracture conductivity.Meanwhile,we also optimized the pumping parameters by using 3D fracturing simulation software,and carried out the fracturing op?eration and down-hole micro-seismic monitor tests of 3wells.The results showed that the fracture length covers a wide field and the complexity after fracturing is high,and the average post-fracturing daily production is 1376.7m 3/d.It provides a technical sup?port to the integral fracturing development of coal-bed methane.Key words:coal-bed methane,integral fracturing,network fracturing,SRV fracturing,parameter optimization 由于我国煤层低饱和、低渗透、低压的特点，煤层气井产量普遍较低，故需要进行一定的增产改造，最常用的就是水力压裂技术[1]。国内外煤层气开发井压裂施工普遍采用活性水压裂液造缝携砂，但压裂后的裂缝展布规律无法直接观测，分析与模拟的关键问题之一就是确定裂缝的几何形状及其动态延伸规律，常用的二维模型包括PKN 模型、KGD 模型[2]。由于煤储层割理裂隙发育，压裂缝通常是复杂的网缝结构，采用均质二维模型进行压裂设计模拟优化存在不足。因此，本文采用高渗透带等效煤层复杂裂缝，通过优化高渗透带大小和渗透率来确定煤层气压裂施工参数，形成了复杂缝网整体压裂设计优化方法，并在延川南煤层气田产能建设中进行了推广应用，为进一步提高煤层气田开发效果奠定基础。

油田压裂新技术工艺

水平井压裂分段数：9段深层气压裂最大支撑剂量： 908.5t （角64－2H井）最大注入井筒液量： 4261.1m3 最大酸压规模：1603 m3 ?水力喷射分层加砂压裂在四川、长庆地区施工20余井次，平均单井次缩短施工周期20天以上；气井应用不动管柱分层压裂技术307井次，施工成功率99%；平均单井缩短试气周期20天以上；连续混配压裂施工405井次，累计配液88898 m3，累计缩短施工周期425天。 ?裸眼封隔器分段压裂取得突破性进展。全年在苏里格等地区现场应用22井次，并取得良好效果。长城钻探在苏里格气田采用裸眼封隔器进行压裂投产后产量是临近直井的5倍以上。 ?川庆钻探与美国EOG公司合作，在角64－2H井应用水平井泵送电缆桥塞压裂技术，成功完成水平井9段分层加砂压裂施工，注入液体4261.1m3，支撑剂908.5t，刷新此项工艺技术作业时间最短、段数最多（9段）、注入砂量最大、注入液量最多、累计作业时间最长等5项亚洲记录， ?2010年，国产水平井裸眼封隔器及配套工具的成功研发和推广应用，打破了外国公司的垄断，取得了很好的增产效果，产量是临近直井的3倍以上。 ?2010年，川庆钻探在合川 2口井成功进行了连续油管喷砂射孔环空6－7级分段压裂现场施工；西南油气田的威201页岩气井也已进行了2次的页岩气压裂改造施工，为非常规气藏有效开发探索出了新的途径。 5、机械分段压裂技术机械分段压裂技术包括裸眼封隔器分段压裂技术、动管柱套管内多封隔器卡封分段压裂技术、不动管柱套管内多封隔器卡封分段压裂技术、封隔器＋桥塞分段压裂技术等。 1、裸眼封隔器分段压裂 ◆裸眼封隔器分段压裂是苏里格水平井储层改造的主要方式：到目前苏里格共完成裸眼分段压裂36井（167段），占整个水平井改造总井数的81.8%。 ◆应用规模逐年扩大： 09年8井次、10年1~7月28井次。 ◆技术水平逐步提高：分段数从3段到10段（工具已下井，近期压裂施工），最长水平段1512m，最大下入深度5235m。套管鞋：3698.81