高能气体压裂在低渗透油层中的应用

论文摘要

本文对低渗透油层的主要特征和渗流机理做了进一步的探索,并对油水井近井地带的污染因素做了全面的分析。结合高能气体压裂的作用机理,对此项技术的适用岩性、分类特点、施工工艺及与酸化、复合射孔等增产增注措施的联作技术进行了详细的探讨;通过对爆炸压裂和常规水力压裂机理的介绍,对三种措施的升压速率作了详细的对比。在充分研究了俄罗斯高能气体压裂计算模型的基础上,根据热力学基本定律,确定火药燃烧产生的高温高压气体在井筒、射孔孔眼及裂缝中的传播过程为绝热过程,因此在模型中添加了绝热指数γ的计算公式,使计算过程更加稳定可靠。对施工中套管的安全性进行更好的分析预测,在压差计算的基础上引入了安全系数ε的概念,对安全性有了更加明确的表达。并利用计算机语言首次将这个模型编辑成一套成熟度较高的商业应用软件,可对高能气体压裂的施工过程进行数值模拟,得出缝宽、缝长、压力等9大参数随时间的变化规律;并对施工前后的产量做相应的对比。文中还对软件的主要操作界面进行了简要的介绍。分别对中国石油新疆油气田分公司采油一厂两口高能气体压裂井进行了模拟,得出的峰值压力与实测值基本吻合,增产效果的评价误差范围:5%~8%,计算精确度较高。本文对在不同井况条件下增产措施的选择、施工中装药量的确定及增产效果的评价具有重要的指导意义。为高能气体压裂技术的发展提供了可靠的保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 绪论
• 一、研究的目的和意义
• 二、高能气体压裂的发展状况
• 三、本文主要工作
• 第一章 低渗透油层
• 1.1 低渗透油层概述
• 1.1.1 低渗透油层的主要特征
• 1.1.2 低渗透油层分类界限
• 1.1.3 低渗透储层的渗流特征
• 1.2 造成近井地带污染的因素分析
• 1.2.1 油井
• 1.2.2 注水井
• 第二章 高能气体压裂技术分析
• 2.1 作用机理
• 2.1.1 机械作用
• 2.1.2 水力震荡作用
• 2.1.3 高温热作用
• 2.1.4 化学作用
• 2.2 适用范围
• 2.2.1 适用岩性
• 2.2.2 选井选层
• 2.3 高能气体压裂分类
• 2.3.1 有壳火药压力发生器
• 2.3.2 无壳火药压力发生器
• 2.3.3 液体火药
• 2.4 高能气体压裂的缺点
• 2.5 高能气体压裂施工条件及施工工艺
• 2.5.1 施工条件
• 2.5.2 施工工艺
• 2.6 高能气体压裂与爆炸压裂和水力压裂的比较
• 2.7 高能气体压裂与其他增产措施联作技术
• 2.7.1 高能气体压裂与射孔复合技术
• 2.7.2 超正压射孔技术
• 2.7.3 高能气体压裂与水力压裂及酸化复合技术
• 2.7.4 与过氧化氢等其它化学解堵技术的联作
• 第三章 高能气体压裂的测试与评价
• 3.1 高能气体压裂测试
• 3.1.1 静态测试
• 3.1.2 动态测试
• 3.2 高能气体压裂评价
• 3.2.1 实施结果
• 3.2.2 技术评价
• 第四章 高能气体压裂模拟软件
• 4.1 软件模型
• 4.1.1 假设条件
• 4.1.2 形成垂直裂缝判别条件
• 4.1.3 火药燃烧的计算
• 4.1.4 井内液体的运动
• 4.1.5 运动方程
• 4.1.6 压力与时间的关系
• 4.1.7 挤入垂直裂缝的液体流量
• 4.1.8 挤入垂直裂缝的气体流量
• 4.1.9 压裂效果预测
• 4.1.10 安全分析
• 4.2 软件介绍
• 4.2.1 软件实现的功能
• 4.2.2 软件开发特点
• 4.2.3 软件的主要操作界面
• 4.2.4 数据输出
• 第五章 高能气体压裂施工模拟评价
• 5.1 基础资料
• 5.1.1 地质资料
• 5.1.2 工程资料
• 5.2 产量降低原因及解决办法
• 5.3 施工参数及效果跟踪
• 5.3.1 施工参数
• 5.3.2 效果跟踪
• 5.4 施工计算机模拟
• 5.4.1 输入参数
• 5.4.2 结果输出
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 附录一
• 附录二
• 详细摘要