亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        大規(guī)??p網(wǎng)壓裂在深部煤層氣中的應(yīng)用

        2023-11-01 05:19:44徐寶恒郭大立
        河南科技 2023年19期

        徐寶恒 郭大立

        (西南石油大學(xué)理學(xué)院,四川 成都 610500)

        0 引言

        我國煤層氣雖然儲量巨大,但根據(jù)中國工程院研究報告,今后15 年內(nèi)我國天然氣對外需求依賴程度依然偏高。2020 年至2035 年,對外需求比例由42%攀升至55%,在國家發(fā)展的關(guān)鍵時期,嚴(yán)重威脅國家天然氣戰(zhàn)略安全[1]。相較于美國、澳大利亞、加拿大等國,我國煤層氣具有滲透率低、埋藏深、孔隙度較小、穩(wěn)產(chǎn)能力待落實等不利條件,國內(nèi)已知開采區(qū)塊,如保德、沁水、晉城等單井日均產(chǎn)氣量僅1 800~2 000 m3,韓城、吉縣淺部區(qū)塊更只有300~700 m3。故深部煤層氣的勘探與利用開發(fā)、單井產(chǎn)氣量的大幅度增產(chǎn)技術(shù)[2]將成為我國煤層氣產(chǎn)業(yè)研究的重要方向。

        陳勉等[3]通過室內(nèi)物理實驗發(fā)現(xiàn),人工裂縫和天然裂縫在相交過程中存在兩種擴(kuò)展結(jié)果:穿過或轉(zhuǎn)向,基于地應(yīng)力與巖石力學(xué)和裂縫延伸相交行為,總結(jié)了人工壓裂縫和天然裂縫的4 類延伸基本形態(tài);Mayerhofer 等[4]提出“油藏體積改造”概念,并指出最大化縫網(wǎng)體積是壓裂效果提高的條件之一;趙金洲等[5]闡述了頁巖儲層縫網(wǎng)的形成原因;胥云等[6]較全面地闡述了體積改造的核心內(nèi)涵,給出了未來油氣藏開發(fā)方向。目前,研究者普遍對深部煤層氣總體探勘開發(fā)、深部煤層地質(zhì)及氣體機(jī)理認(rèn)識程度較低。為此,受頁巖氣革命的啟發(fā)[7],深部煤層氣應(yīng)走大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)裂縫和體積壓裂的道路,即制造最可能大的有效縫網(wǎng),最大限度地擴(kuò)張壓降范圍,促使儲層煤層氣以最短的裂縫通道先氣體擴(kuò)散、后滲透導(dǎo)流入井,以垂直井代替水平井效果,從而達(dá)到節(jié)省開采費用和提高儲層動用率的目的。

        1 縫網(wǎng)形成機(jī)理

        1.1 割理

        與頁巖儲層存在的天然裂縫不同,割理是深部煤儲層最重要的特征,也是汽水的主要滲流通道。以鄂爾多斯DJ區(qū)塊8號煤為例,從宏觀上看巖心存在較多的面割理和端割理,面割理平行延伸于整個巖心,端割理存在于面割理之間且間距呈無規(guī)律排列,觀察和統(tǒng)計得出面割理密度為6 條/5 cm,端割理密度為7 條/5 cm;從微觀上看割理發(fā)育清晰,存在填充物,如圖1所示。

        圖1 8號煤層巖心斷面及微觀割理

        1.2 酸可溶物含量

        在天然氣開采過程中,水力壓裂已成為增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有效措施和途徑,酸化壓裂在煤層氣開采過程中應(yīng)用較少,普遍認(rèn)為酸化壓裂在煤層氣增產(chǎn)中不能達(dá)到預(yù)期的效果,但也有一些煤層氣壓裂酸化的現(xiàn)場試驗取得了較好的效果。究其內(nèi)在原因是煤儲層中的割理中可能存在酸可溶物。為研究割理中填充物的礦物種類含量,用5 口煤層氣井中取得的巖心做X 衍射實驗分析,得出填充物平均含量占比,如圖2所示。

        圖2 割理填充物占比

        1.3 脆性指數(shù)

        巖石力學(xué)參數(shù)決定了儲層巖石的可壓性,脆性指數(shù)是巖石力學(xué)參數(shù)的重要指標(biāo)。儲層巖石的形變能力和脆性主要受彈性模量和泊松比的影響。同樣地,現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)和室內(nèi)物理模擬試驗分析表明,脆性指數(shù)在煤巖方面也適用,煤巖彈性模量越大,煤巖泊松比越小,煤巖的脆性越強。DJ 8 號煤熱演化程度高,割理中脆性礦物較多,是深部煤層氣縫網(wǎng)壓裂的依據(jù)之一。針對13口井25個煤層巖樣進(jìn)行測試,泊松比最小值為0.18,最大值為0.28,平均值為0.22;彈性模量最小值為5 492 MPa,最大值為10 205 MPa,平均值為8 125 MPa。根據(jù)Rickman[8]提出的脆性指數(shù)方程,得到脆性指數(shù)為35.5~44.7。該區(qū)塊8號煤煤巖彈性模量與埋深線性回歸成正比,與泊松比成反比,大致得出脆性指數(shù)與埋深成正比,這是深部煤層氣可壓性的有利條件。

        1.4 水平應(yīng)力差

        儲層縫網(wǎng)擴(kuò)展實質(zhì)上為水力壓裂裂縫在儲層中的延伸及與天然裂縫的交互擴(kuò)充。目前,國內(nèi)外壓裂物理模擬設(shè)備主要分為兩類:一是大尺寸真三軸壓裂物理模擬試驗系統(tǒng),巖樣通常為水泥或煤粉人工澆鑄的形狀為300 mm×300 mm×300 mm的正方體;二是全直徑壓裂物理模擬試驗系統(tǒng),從DJ 區(qū)塊取全直徑天然煤芯進(jìn)行試驗研究,巖樣為直徑102 mm、高300 mm的圓柱體。

        相關(guān)學(xué)者通過三軸試驗系統(tǒng)模擬裂縫擴(kuò)展試驗得出,在低逼近角、低壓力差下,裂縫發(fā)生轉(zhuǎn)向壓裂液動能損失小,水力裂縫向天然裂縫方向擴(kuò)展;在高逼近角、中低應(yīng)力差下,壓裂液受慣性影響不易發(fā)生轉(zhuǎn)向,水力裂縫穿過天然裂縫延伸或發(fā)生水力裂縫穿過和沿著天然裂縫延伸的模式形成簡單縫網(wǎng);以上同樣適用于煤巖,全直徑壓裂物理模擬試驗系統(tǒng)如圖3 所示。試驗結(jié)果顯示,低水平主應(yīng)力差下只要縫網(wǎng)形成,則縫網(wǎng)延伸形態(tài)就與割理形態(tài)基本一致。綜上各種試驗分析皆表明,較低的水平應(yīng)力差煤巖更易形成復(fù)雜縫網(wǎng)。

        圖3 全直徑壓裂物理模擬試驗系統(tǒng)

        1.5 壓裂液黏度

        在壓裂施工過程中,縫網(wǎng)是否形成和復(fù)雜度與壓裂液黏度有關(guān),Beugelsdijk 等[9]對壓裂液黏度對裂縫延伸影響進(jìn)行研究,試驗對比結(jié)果如圖4所示。低黏度壓裂液常與天然裂縫交互作用,高黏度壓裂液則不然,即壓裂液黏度越高,裂縫的復(fù)雜程度越低。這是由于壓裂液黏度越高,在裂縫內(nèi)流動時與縫壁摩阻越大,壓力液動能損失越大,同時裂縫變寬,且由于質(zhì)量守恒原理,裂縫長度越短,裂縫復(fù)雜性越低。

        圖4 流體黏度對裂縫延伸形態(tài)的試驗對比

        1.6 施工排量

        對Bamett壓裂裂縫的改變規(guī)律進(jìn)行分析,運用微地震監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,結(jié)果表明:產(chǎn)量與儲層壓裂規(guī)模呈正相關(guān),同時深部煤層氣井的產(chǎn)量與儲層改造體積的規(guī)模也呈正相關(guān),因此可以通過增大儲層改造的體積,來達(dá)到提高深部煤層氣產(chǎn)量的效果。根據(jù)Mayerhofer等[4]的研究結(jié)果可知5口井壓裂規(guī)模與裂縫長度之間的相關(guān)關(guān)系,如圖5所示。由圖5可知,壓裂規(guī)模越大,裂縫形態(tài)越復(fù)雜,裂縫總長度越長。

        圖5 施工排量與縫網(wǎng)裂縫總長度相關(guān)關(guān)系

        1.7 加砂量與酸液用量

        酸液用量和加砂量直接影響裂縫的支撐效果及導(dǎo)流能力,進(jìn)而影響產(chǎn)氣量。酸量和加砂量不足,導(dǎo)致裂縫閉合程度大,裂縫長度和寬度達(dá)不到預(yù)期效果,導(dǎo)流能力和壓后產(chǎn)能下降。改造效果差,加砂量過多,影響攜砂液對支撐劑的運移距離,易造成砂堵和泵壓異常偏高,施工成本增加。因此,合理的加砂量與酸液用量是造縫網(wǎng)的關(guān)鍵。

        2 施工設(shè)計現(xiàn)場試驗

        鄂爾多斯DJ 區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地東南部,是目前國內(nèi)探明第一塊埋深超2 000 m,資源儲量超1 000億m3、高豐度的整裝大型煤層氣田。目前,該區(qū)塊深部煤層氣共投產(chǎn)21 口,平均深度2 300 余m,分布?xì)饩緟?shù)為煤層厚度為4~12 m,含氣量較高為18~26 m3/t,含氣飽和度高為96.12%~100%,壓裂即見氣,煤儲層以游離氣為主,平均密度2.10 g/cm3,物性分析平均孔隙度3.24%,煤體結(jié)構(gòu)完整,儲集性能良好。以該區(qū)塊DJ19 井為例,采用大規(guī)模壓裂酸化技術(shù),根據(jù)其儲層特征、頂?shù)装宸馍w條件、前期壓裂情況、歷史施工工藝等對該井進(jìn)行設(shè)計改造。

        DJ19 井設(shè)計思路如下:①儲層頂?shù)装宸馍w條件較好,煤層裂縫延伸高度受控,為了最大可能地提高裂縫長度,提高加砂量,采用光套管變黏滑溜水壓裂,大排量、大液量、大砂量施工。②注酸降低煤巖破裂強度,降低施工壓力,減小加砂難度,同時溶蝕割理中的填充物,促進(jìn)多裂縫的產(chǎn)生。③為提高該井施工的成功率,提高加砂量,增加煤層支撐裂縫長度,提高導(dǎo)流能力,采用100目,40/70目石英砂組合支撐劑方式加砂。

        統(tǒng)計該區(qū)塊日均產(chǎn)氣量約1 500 m3,經(jīng)大規(guī)模壓裂酸化技術(shù)改造后,DJ19井日均產(chǎn)氣量超4 000 m3,D19井日產(chǎn)量明顯高于D1-D18井日產(chǎn)量,改造排采曲線如圖6所示。

        圖6 鄂爾多斯DJ19井排采曲線

        3 結(jié)論

        ①深部煤儲層割理發(fā)育、割理中酸可溶物含量多、儲層面割理和端割理密度大、脆性指數(shù)與埋深成正比等深部煤層特定屬性是深部煤層氣可壓的有利條件,低黏度壓裂液、大排量壓裂規(guī)模、適量的加砂量與酸液用量等可控工程因素有利于縫網(wǎng)大規(guī)模形成與擴(kuò)展,水平應(yīng)力差小及割理發(fā)育在水力壓裂時更易形成復(fù)雜縫網(wǎng)。

        ②水力壓裂和酸化壓裂是油氣藏開發(fā)最常用的手段,普遍認(rèn)為深部煤層具有水力壓裂效果差、酸化壓裂不具可行性的特點,大規(guī)模酸化縫網(wǎng)壓裂技術(shù)在鄂爾多斯DJ 區(qū)塊的應(yīng)用,其改造效果拓展了人們對非常規(guī)天然氣的認(rèn)識,有望促進(jìn)我國深部煤層氣龐大儲量的開發(fā)。

        中文字幕一区二区av| 亚洲国产精品嫩草影院久久| 天天中文字幕av天天爽| 亚洲中文字幕综合网站| 狠狠色欧美亚洲狠狠色www| 欧美bbw极品另类| 国产91 对白在线播放九色| 久久夜色精品国产亚洲av老牛| 中文乱码字幕精品高清国产| 在线高清理伦片a| 永久无码在线观看| 国产一区二区三区涩涩| 国产精品一区二区三区卡| 亚洲а∨精品天堂在线| 成人国产精品一区二区网站| 国产精品久久熟女吞精| 国产人妖乱国产精品人妖| 成人片黄网站色大片免费观看cn | 国产精品18禁久久久久久久久| 精品一区二区三区不老少妇| 在线播放av不卡国产日韩| 毛多水多www偷窥小便| 最新国产精品亚洲二区| 人妻1024手机看片你懂的| 在线观看特色大片免费视频| 精品国产乱码久久久久久口爆网站| 狼色在线精品影视免费播放| 精品少妇人妻av一区二区蜜桃 | 黄片免费观看视频播放| 国产三级在线观看完整版| 最新亚洲人成无码网站| 日本变态网址中国字幕| av在线播放男人天堂| 一本色综合久久| 亚洲一区区| 青青草手机免费播放视频| 色欲av蜜桃一区二区三| 久久国产亚洲精品超碰热| 国产精品一区二区蜜臀av| 亚洲av午夜福利精品一区| 日本www一道久久久免费榴莲|