基于浓缩理论的大型压裂破胶优化技术及应用

针对储层孔、渗条件很差的致密砂岩油气藏，常规的破胶剂加量技术已经不能满足大型压裂对破胶的更高要求，在考虑了压裂液在地层中由于滤失而产生浓缩效应的基础上，提出了一种新的压裂液破胶优化技术。通过压裂施工裂缝温度场模拟，不同温度条件下的破胶实验以及考虑液体滤失浓缩后的破胶实验，认为大型压裂施工现场破胶剂加量应该在常规加量基础上进行一定程度的增加，才能保证大型压裂的破胶效果，实现快速排液，降低伤害。该破胶优化技术在CX491井155.6m³大规模压裂施工成功应用，开井17h液体返排率达到了74.9%，且返排液破胶彻底，天然气测试产量从射孔后的0.2×10⁴m³/d（敞井）增加到14×10⁴m³/d（井口压力22MPa），目前该技术正在川西地区大型压裂施工中逐步推广。     

川西地区侏罗系浅层气勘探配套技术研究

川西侏罗系浅层气丰富,属河流—湖泊三角洲沉积体系的构造—岩性圈闭次生气藏。储层以河口坝和分流河道砂体为主,砂体小而多呈透镜状、敏感性和非均质性强,单井自然产能低,属非常规致密型气藏。经反复试验、攻关,深化了气藏内在规律的认识,形成了一系列针对性强的勘探配套综合技术:即以岩性识别、油气水判识为核心的测井评价技术;以地震有井约束反演为主的砂体、含气砂体定性—定量的储层预测技术;减小伤害、保护油气层的欠平衡钻井技术;旨在提产增效的低温破胶压裂液体系的加砂压裂储层改造技术等。此套技术用于白马庙蓬莱镇气藏,使气井成功率从40 %提高到80 %;用于川西侏罗系浅层,3 年钻井61 口,获气井44 口,成功率77 % ,发现了白马庙等两个气田和5 个含气构造;提交探明储量268. 72 ×10⁸ m³ ,控制加预测储量1 463. 31 ×10⁸m³ 。在储层改造上也取得了显著成效,单井产能成倍或数十倍的增加。     

低渗气藏压裂水平井渗流与井筒管流耦合模型

目前国内外压裂水平井已成为开发低渗透油气藏的重要手段,正确预测压裂水平井的产能对水平井的开发方案设计、地层及裂缝参数等敏感性分析具有重要的指导意义。应用复位势理论和势的叠加原理,考虑气体在地层中渗流和井筒内管流的耦合,根据流体力学理论和动量定理,结合气体的性质和实际气体的状态方程,建立低渗透气藏压裂水平井地层渗流与水平井筒管流耦合的渗流模型及其求解方法。结合长庆低渗气藏实际进行对比计算,结果表明：（1）水平井筒内的压力损失对压裂水平气井的生产动态有一定的影响;（2）井筒内的压力呈不均匀分布;（3）每条裂缝的产量并不相等。在此基础上还分析了井筒半径、水平段长度、裂缝条数以及管壁粗糙度等参数对井筒压力损失和压裂水平气井产能的影响,得出一些有用的结论。     

低渗透气藏应力敏感性及其变形机制研究

低渗透气藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差，地层压力的下降会对渗透率造成伤害而影响气井产能。目前，一般通过室内物理模拟实验评价储层应力敏感性。以吉林油田龙深气藏为研究对象，从储层岩石硬度、裂缝分布、粘土矿物含量以及含水饱和度等方面进行了实验研究，结果表明该气藏具有较强的应力敏感性，储层岩石存在较强的泥化现象，粘土矿物含量高是产生应力敏感的主要原因，形成了储层岩石变形的规律性认识。为了降低应力敏感带来的危害，应用了降低粘土矿物膨胀程度的压裂液进行体积压裂，优化了合理的生产压差，新井试气结果理想。研究结果为该类气藏的合理开发提供了有力的技术支撑。     

莫西庄油田三工河组油气成藏主控因素分析

侏罗系J₁s²是莫西庄油田岩性圈闭的重要储油层系。利用测井解释、沉积相分析、油源对比等手段,对莫西庄地区J₁s²油气藏形成条件进行了研究,认为J₁s²油气成藏与分布的主要控制因素为隔、夹层分布与储层物性变化带。二叠系烃源岩是莫西庄地区油气的主要来源,三角洲前缘水下分支河道和河口坝砂体是J₁s²的主要储集砂体,J₁s¹泥岩、J₁s²与J¹s²₂上下砂岩层之间的隔夹层泥岩是油气成藏的区域、局部盖层。     

柴西北尖顶山地区油源及油气成藏研究

尖顶山和南翼山是柴达木盆地西部北区的两个相邻构造,尖顶山浅层获得工业油气流,但深层一直没有大的突破,而南翼山构造深浅层都发现较大油气储量,因此解剖该地区的油源及成藏特征对勘探具有重要的指导意义。应用原油轻重组分的地球化学特征综合判识油源,指出尖顶山油田N₂²储层原油主要来自N₁成熟源岩。在成藏过程中,有沿途或浅层低-未成熟油的混入,深层储层抽提物来自E₃²源岩。分析认为储层原油属于成熟阶段的产物且是就近捕获,不是从南部源岩长距离运移而来。结合源岩生烃史与构造演化史,建立了成藏模式。     

基于最优支撑剂指数法优化低渗气藏裂缝参数

现行裂缝参数设计方法没有考虑以压后有效渗透率为设计参数，也没有考虑经济允许的最佳压裂规模，因此不能确保压裂效果的长效性与经济性。基于支撑剂指数法，以经济最大化为目标，考虑非达西流动效应与压裂液伤害对裂缝渗透率的影响，结合经济因素、油藏规模、压裂规模间相互关系得到最优支撑剂指数函数，压裂已知规模气藏时，通过该关系函数可确定唯一的最优支撑剂指数及最优缝长，通过迭代求解可得到非达西流动条件下最优裂缝参数。计算结果表明，非达西流动效应越严重，最优支撑剂指数越小，最优缝长越小，最优缝宽越大，降低裂缝内非达西流动效应的影响需要设计低穿透比和高导流能力的裂缝。     

丰深1凝析气藏相态特征研究

丰深1凝析气藏是济阳拗陷古近系深层凝析气藏的首次发现。通过对地层流体组成分析、恒质膨胀和定容衰竭实验,及井下温度、压力连续测量,对丰深1凝析气藏相态特征进行了深入研究。结果表明,丰深1凝析气藏为高温、高压不饱和凝析气藏,无油环;地层流体中间烃、重烃含量高,凝析油含量为606g/m³,属高含凝析油的凝析气;该凝析气藏地露压差6.70MPa,衰竭式开采地层压力下降快,6mm气嘴生产时,生产初期近井地层压力就降到露点压力以下,出现反凝析现象,反凝析损失严重,重质组分采收率低,油气两相流动造成渗流阻力增加,使单井产能下降。相态研究为丰深1含油气砂砾岩体储量评估和开发方案编制提供了依据,对济阳拗陷同类型油气藏勘探开发具有指导意义。     

气田低温站污水的处理

本文通过对气田低温站污水调查与分析，经试验确定了对该污水进行“混凝沉降.H₂0_2/Fe^z+氧化”的处理工艺及条件，文章还对彩响处理效果的各种因素进行了讨论.试验表明，该工艺对有机污染较重的气田污水具有良好的处理效果.     

吸附对气藏及凝析气藏储量的影响探讨

将化工中的可动吸附模型^[1]应用于气藏工程中,建立考虑吸附的原始地质储量的理论模型。首先对化工中分子筛上的单组分吸附实验数据进行了拟合,在此基础上对双组份吸附的实验数据进行了预测,通过和实验数据的对比分析,验证了本模型的可靠性;然后采用Clark^[2]在砂岩及砂岩-粘土多孔介质中测得的单组分吸附实验数据和单组分吸附延伸扩展方法,获得了其它单组分的吸附扩展实验数据和基础吸附参数,应用此参数分别对实际的天然气和凝析气在不同多孔介质中的吸附进行了计算。通过计算说明不同介质及不同体系组成的气藏在原始条件下考虑吸附对常规地质储量产生的影响程度。     

砂岩基质酸化中的化学平衡研究

纯高岭土和油田实际岩心的流动模拟试验都验证了在相同温度下,加入盐酸会加快氟硅酸与铝硅酸盐的二次反应。在砂岩基质酸化过程中,H₂SiF₆-AlF_x^(3-x)+ -HCl 之间存在一种化学平衡,该平衡用以控制氢氟酸与铝硅酸盐的一次反应和二次反应的化学计量系数。在土酸酸化反应中,盐酸不仅用来溶解碳酸盐矿物,而且具有调节氟硅、氟铝配合物平衡的另一作用;盐酸的浓度越高,F/Al越低,所造成的酸化二次伤害几率越小。     

多层气藏井分层产量贡献计算方法及影响因素

分析了无层间窜流多层气藏渗流机理，建立了考虑井筒储集和各层不同表皮情况下的层间无窜流圆形封闭边界气藏渗流数学模型，求得了多层合采气井分层产量贡献和井底无因次压力在拉普拉斯空间的解析解，利用Stehfest反演算法获得了分层产量贡献和井底无因次压力在实空间的解。研究表明：（1） 不考虑表皮效应影响时，在压力波传播到边界之前，分层产量贡献近似等于β_j；当压力波传播到边界形成拟稳态流时，分层产量贡献近似等于ω_j；（2） 表皮系数S_j的存在使得分层产量贡献不再近似等于β_j或ω_j，一般而言，表皮系数越大的层其产量贡献将降低，表皮系数越小的层其产量贡献将增大。研究结果有助于现场工艺措施的选择和气井的合理配产。     

W2断块低-特低渗油藏细分层调整研究

W2断块属于低-特低渗、多油层、复杂断块油藏，开发过程中，储量水驱动用程度逐渐降低，层间干扰和储量纵向动用不均衡现象日益突出。通过对打开油层层数、厚度、渗透率极差、原油性质对储量动用状况的影响研究，提出了细分层调整合理的油层层数、厚度、渗透率极差和原油性质界限，以及细分层系需要的含油面积、储量规模界限。通过对细分层系调整后W2断块合理压力保持水平、合理采油速度、合理注采井距的研究，提出了W2断块细分层调整后合理的开发政策界限。按照细分层调整方案和开发政策界限研究成果，在W2断块成功地实施了细分层系调整，采收率增加了5.8%，可采储量增加了33.64×10⁴t。     

钢齿牙轮钻头齿面强化复合堆焊实验研究

运用自制的包含金属化的金刚石和硬质合金复合堆焊焊条，以O₂-C₂H₂焰为焊接热源进行堆焊，制备了含有金刚石的复合堆焊层。采用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜、材料性能实验机、动载磨料磨损实验机等实验手段和方法进行了金刚石表面和复合堆焊层形貌分析，堆焊层与基体的结合强度及堆焊层在动载荷条件下耐磨损性能的测试。研究表明：金刚石经过金属化处理后表面具有一定的金属性和浸润性，通过一定堆焊工艺在钢齿牙轮钻头齿面形成了组织致密均匀、硬质点与基体熔合良好的强化层，其抗剪强度达到了625MPa，磨损量减少了10％～70％，延长了钻头的使用寿命。