预测水力压裂井砂堵的新方法

水力压裂是乌南低渗透油藏的重要增产措施;但该地区的压裂井在施工过程中普遍存在达不到设计砂比的问题,主要原因是砂堵比较严重。结合该油田压裂井的压裂施工曲线、测井曲线、测井解释成果、压裂施工设计及实际施工参数分析等,利用斜率反转法,分析了砂堵产生的原因,建立了预测砂堵的新方法;并针对其中2口砂堵井进行了分析。在此基础上提出了解决砂堵及未达到设计砂比的具体建议。研究结果对于乌南油藏后续压裂设计和施工具有一定的参考价值,对其他类似的低渗透砂岩油藏的压裂施工也具有一定指导意义。     

裂缝性基岩地层中水力裂缝扩展规律

为研究裂缝性基岩地层水力压裂时水力裂缝遇天然裂缝后的裂缝扩展行为,基于二维线弹性理论计算了天然裂缝打开所需条件,利用ABAQUS建立了有限元数值模型,模拟水力裂缝遇天然裂缝后的扩展规律。结果表明,天然裂缝能否打开不仅受到水平应力差和水力裂缝、天然裂缝夹角的影响,还受到基质抗拉强度和施工排量的影响。两缝夹角达到临界值后,水平应力差越小,天然裂缝越容易打开;水平应力差越大,水力裂缝越趋向于沿原方向继续扩展。水平应力差不变时,两缝夹角越小,天然裂缝越容易打开;两缝夹角越大,水力裂缝越趋向于沿原方向继续扩展。岩石基质抗拉强度越大,天然裂缝越容易打开。排量越大,缝内流体压力越大,天然裂缝越容易打开,符合体积压裂大排量造复杂缝网的理念。     

螺旋射孔条件下地层破裂压力的数值模拟研究

水力压裂技术已经在低渗地层的石油天然气开采中得到广泛的应用,螺旋射孔是该技术中的常用措施,在此条件下地层的破裂压力是影响施工成功率和效果的重要因素之一.采用三维有限元方法对螺旋射孔条件下地层的破裂压力进行了研究,建立了套管完井(考虑水泥环及套管的存在)情况下井筒及地层的三维计算模型,首先计算和分析了定向射孔时不同的射孔密度和射孔方向角对地层的破裂压力的影响,与前人的实验结论进行了比较,在此基础上,进行了螺旋射孔条件下不同射孔方位角、相位角以及射孔密度对地层破裂压力的影响的研究,通过数值模拟的结果,给出了螺旋射孔对地层破裂压力的影响规律,可作为进一步研究螺旋射孔条件下的裂缝扩展规律的基础,同时对压裂设计和实际压裂施工中螺旋射孔参数的选取给出了具体的建议.     

局部对称Lorentz空间中的完备类空超曲面

讨论局部对称Lorentz空间中的具有常数量曲率的完备类空超曲面，利用Cheng S Y和Yan S T介绍的自伴随算子与广义极值原理，得到了一个空隙性定理．     

垂直裂缝内液体二氧化碳携砂规律研究

二氧化碳干法压裂以液态二氧化碳为压裂液,相较于传统的水力压裂,具有无水相、无残渣、低伤害、增加地层能量等优势,因此应用前景广阔。液体二氧化碳的密度和黏度很小,其携砂能力的大小成为决定压裂成败的关键因素。建立垂直裂缝模型,基于计算流体力学方法建立了液体二氧化碳流体和支撑剂的两相流动规律,并利用有限体积法进行数值模拟研究。结果表明：液体二氧化碳流体的携砂能力要弱于滑溜水。支撑剂在液体二氧化碳流体和滑溜水中的分布特征相似;通过降低支撑剂密度、减小支撑剂粒径和砂比或提高泵注排量可以提高液体二氧化碳流体对支撑剂的携带作用。研究结果可为液体二氧化碳压裂工艺参数设计提供依据。     

考虑注采关系的三维地应力场数值模拟研究

在油气田开发过程中,地应力受注水、火烧油层等因素的影响状态发生改变,对油气生产有较大的影响。以地下流固耦合理论为基础,建立了考虑油水井注采关系的地应力场的数学模型,应用有限元方法考虑孔隙压力变化的三维应力场有限元数值模拟;应用组合网格法解决地层尺寸和井口尺寸的巨大差异造成的计算困难;以油田地质和开发实际数据作为计算输入,通过三维地应力场数值模拟系统计算得出油田注采开发时的流体压力、饱和度、固体变形以及应力场在空间的分布和时间上的动态变化情况;其结果为油田开发采取适当措施,达到最优开采目的提供可靠的依据,同时也为后期开发调整、重复压裂、套管损坏预测等提供理论依据。     

半无限大层状均匀各向同性介质的基本解

从三维弹性力学最基本的平衡方程和本构关系出发,推导出状态传递微分方程,在求解状态传递微分方程时,对指数矩阵进行分解,避免了直接解法导致状态变量的发散,引入了半无限体的无究边界条件,推导出半无限层表面的位移与应力关系式,根据状态传递方程,可得出层状介质任意点的应力和位移的值,此结果可直接退化到半无限域经典的Mindlin解。     

人工裂缝与水平井筒的夹角对开发效果的影响

为研究水平井压单缝和多缝时裂缝夹角(从0°变化到90°,以15°为递增单元)对开发效果的影响,利用商业软件Eclipse中NWM模块,对比笛卡尔网格加密法,提出了利用Pebi网格加密模拟裂缝的新方法.提出了减小缝间干扰的方法.研究表明:较之笛卡尔网格加密法,Pebi网格加密法更能准确地模拟夹角处于0°～90°之间的情况;易见水的夹角受多种因素的影响,过早见水会严重影响开发效果;夹角越大,缝间干扰越明显;缝间干扰只对初期的采油速度产生影响,对最终的开发效果影响不大;均质地层情况下,中间缝长、两端缝短的裂缝分布有利于减弱对驱替能量的阻挡,推迟见水时间;裂缝均匀分布于两注水井之间可以平衡各缝之间的影响,改善开发效果.     

PVP在水/四氢呋喃混合溶剂中粘度的研究

采用高分子稀溶液粘度法研究了聚乙烯基吡咯烷酮 (PVP)在水 (H2 O)和四氢呋喃 (THF)组成的混合溶剂中的粘度行为 ,结果表明 ,PVP在由良溶剂H2 O和非溶剂THF组成的混合溶剂中的特性粘数可以大于其在良溶剂H2 O中的特性粘数 ,并且随着THF含量的增加呈现先增大后减小的变化趋势 ,特性粘数的最大值出现在THF的体积分数约为 0 .3处 ,而且无机盐Na2 SO4 的加入没有改变特性粘数的最大值位置 ,但减小了特性粘数值 .基于分子的基本特征和分子间的相互作用 ,特别是考虑到混合溶剂中新的结构———包合结构的形成及其对溶剂性能的影响 ,讨论了PVP的特性粘数和链尺寸的相应变化 ,有力地说明了三元体系的性质是不能根据相应的二元体系的性质简单地通过线性加和的方法而得到     

端部脱砂压裂充填防砂设计及其在涩北气田的应用

介绍了端部脱砂压裂充填防砂机理,考虑压裂增产比和挡砂效果,研究了压裂充填防砂砾石尺寸的选择思路和方法.以实现端部脱砂从而产生短而宽的充填裂缝为目的,对脱砂时间、脱砂浓度、加砂时间、加砂浓度以及施工泵注程序等压裂防砂施工参数进行了优化设计.该套防砂工艺及设计方法在涩北气田应用13井次,防砂增产成功率为85%,防砂后产量平均增幅41.9%,防砂效果良好,达到了防砂与增产的目的.