低渗煤层多级脉冲压裂作用机理与复合工艺研究
发布时间：2021-02-19 02:35
煤层气作为一种非常规天然气资源,开发方式越来越受到油气界的重视。目前我国煤层气开发的难点是储层地质特征复杂,常规压裂改造措施已难以满足稳产增产的要求,迫切需要新的储层深部改造技术的探索与研究。为此,本论文充分利用多级脉冲压裂与水力压裂技术造缝机理的差异互补性,探索多级脉冲复合压裂应用于低渗煤层的开发研究。开展煤岩靶模拟实验研究其作用机理,从煤储层物性条件、煤岩力学性质、煤层气的多重解吸作用、复合性等方面分析多级脉冲压裂用于低渗煤层压裂的可行性。构建多级脉冲压裂过程火药燃烧造缝模型、能量利用模型以及裂缝动态延伸模型;其中火药燃烧造缝模型基于燃速方程、质量守恒方程、能量守恒方程而建立;能量利用模型考虑压井液的动能作用影响,进行裂缝扩展能量分析;裂缝延伸模型基于弹性力学理论,引入加权函数形成多裂缝扩展方法,利用软件模拟分析裂缝扩展规律。通过地面模拟实验改进多级脉冲压裂模拟实验动态测试方法,揭示多级脉冲压裂松弛地应力作用机理;建立实验数据与P-t软件处理系统,优化多级脉冲压裂模拟装置。进而研究多级脉冲复合工艺优化理论设计与方法,设计适合浅层含夹层煤层气层多级脉冲压裂装置,较好地解决了多级装药与...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然气单井产量
技术路线图
西安石油大学硕士学位论文10的主要空间。割理贯穿于整个煤层，是孔隙内流体流动的主要通道，同时割理系统直接决定煤储层的渗透性能[26]。图2-1煤储层孔隙结构的理想模型2.2.2煤层孔隙度特征孔隙度（）是用来衡量储层孔隙体积大小的指标。在实验室中，通过用水测定煤的真密度（d）与视密度（r）的差值与真密度的比值作为实验条件下煤的孔隙度计算，如下[27]：d-r=100%d（2-1）表2-4沁水盆地东南部煤样孔隙度测定表煤样编号真密度(g/cm2)视密度(g/cm2)孔隙度(%)3#1.571.476.3715#1.581.467.60表2-4为研究区空气干燥煤样采用真、视密度法测定的孔隙度。沁水盆地柿庄区块煤样的孔隙度范围在普遍小于10%，煤层孔隙度值较低，为典型低孔隙度储层。2.2.3煤层渗透率特征目前我国煤层气勘探开发获取的渗透率主要来自于煤层气井注入压降法和取芯测试分析。C.R.Mckee（1998）等人研究给出煤层渗透率与孔隙体积压缩系数与应力增量成负指数关系，表达式如下：30PCkke（2-2）式中，k为煤层绝对渗透率，%；k0为煤层初始绝对渗透率，%；为煤层有效应力的增量，MPa；Cp为煤层孔隙体积的压缩系数，MPa-1。沁水煤田煤层渗透率普遍低于北美，柿庄区块的煤层埋深范围在1000m以内，主力煤层为山西组3#煤层和太原组15#煤层。3#煤层厚度介于5~7m之间，平均厚度6m左右，
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃爆诱导水力压裂多裂缝耦合起裂规律[J]. 吴飞鹏,徐尔斯,尉雪梅,刘恒超,李德,丁乾申. 天然气工业. 2018(11)
[2]煤层气井压裂工艺技术对比分析[J]. 张永成,白云云,刘亮亮,张为,白杨. 资源与产业. 2018(04)
[3]筛管完井高能气体压裂模拟实验研究[J]. 张杰,黄利平,周际永,孙林,冯煊,张鑫. 钻采工艺. 2018(04)
[4]体积改造技术理论研究进展与发展方向[J]. 胥云,雷群,陈铭,吴奇,杨能宇,翁定为,李德旗,蒋豪. 石油勘探与开发. 2018(05)
[5]水平井液态药爆炸压裂工艺试验应用研究[J]. 吴晋军,刘敬,徐东升,武进壮,吕圆. 钻采工艺. 2018(01)
[6]多脉冲压裂用于低渗煤层开发可行性分析[J]. 吴晋军,武进壮,周培尧,李晓骁. 煤炭技术. 2017(12)
[7]水城矿区煤层气储层特征及压裂改造工艺研究[J]. 毕彩芹,迟焕鹏,单衍胜,王福国,徐银波,张家强,李昭. 煤炭科学技术. 2017(09)
[8]典型区块煤层气地面开发项目经济性分析及国内煤层气可持续发展政策探讨[J]. 孔令峰,栾向阳,杜敏,尚树林,孔梓拯. 天然气工业. 2017(03)
[9]一种超低密度支撑剂的可用性评价[J]. 曲占庆,曹彦超,郭天魁,许华儒,龚迪光,田雨. 石油钻采工艺. 2016(03)
[10]沁水地区煤层气储层多脉冲压裂技术试验及应用研究[J]. 吴晋军,喻鹏,周培尧,崔金榜,谭宏强,张洋,陈伟. 钻采工艺. 2015(03)
博士论文
[1]基于CT可视化的深部煤体损伤和渗透率演化规律研究[D]. 钟江城.中国矿业大学(北京) 2018
[2]两淮煤田地温场分布规律及其控制模式研究[D]. 徐胜平.安徽理工大学 2014
[3]沁水盆地煤层气储层岩石物理及物理模拟研究[D]. 周枫.南京大学 2014
[4]基于可持续发展的我国煤层气资源产业发展战略研究[D]. 吕晓岚.中国地质大学（北京） 2010
[5]高能气体压裂过程动力学模型与工艺技术优化决策研究[D]. 吴飞鹏.中国石油大学 2009
[6]沁水盆地煤层气富集机理及主控特征[D]. 闫宝珍.中国矿业大学（北京） 2008
硕士论文
[1]低渗煤层液体火药压裂开发技术研究[D]. 武进壮.西安石油大学 2017
[2]沁水盆地南部柿庄南区块煤层气数值模拟[D]. 杨帆.西南石油大学 2016
[3]直井长裂缝压裂支撑剂优选及运移规律研究[D]. 曹彦超.中国石油大学(华东) 2016
[4]渗流—应力耦合条件下裂缝性煤层井壁稳定性评价[D]. 马超.中国石油大学(北京) 2016
[5]煤层气储层多脉冲压裂开发机理及工艺研究[D]. 周培尧.西安石油大学 2015
[6]煤层气储层酸化技术研究[D]. 游艺.长江大学 2013
[7]煤层气储层水平井钻井过程中储层伤害机理研究[D]. 湛祥惠.长江大学 2012
[8]低密度支撑剂用酚醛/环氧树脂复合材料的制备及其固化反应机理的研究[D]. 黄勇.四川大学 2007
[9]大庆外围低渗透油田波动采油现场试验[D]. 白海燕.西南石油大学 2006
本文编号：3040474
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然气单井产量
技术路线图
西安石油大学硕士学位论文10的主要空间。割理贯穿于整个煤层，是孔隙内流体流动的主要通道，同时割理系统直接决定煤储层的渗透性能[26]。图2-1煤储层孔隙结构的理想模型2.2.2煤层孔隙度特征孔隙度（）是用来衡量储层孔隙体积大小的指标。在实验室中，通过用水测定煤的真密度（d）与视密度（r）的差值与真密度的比值作为实验条件下煤的孔隙度计算，如下[27]：d-r=100%d（2-1）表2-4沁水盆地东南部煤样孔隙度测定表煤样编号真密度(g/cm2)视密度(g/cm2)孔隙度(%)3#1.571.476.3715#1.581.467.60表2-4为研究区空气干燥煤样采用真、视密度法测定的孔隙度。沁水盆地柿庄区块煤样的孔隙度范围在普遍小于10%，煤层孔隙度值较低，为典型低孔隙度储层。2.2.3煤层渗透率特征目前我国煤层气勘探开发获取的渗透率主要来自于煤层气井注入压降法和取芯测试分析。C.R.Mckee（1998）等人研究给出煤层渗透率与孔隙体积压缩系数与应力增量成负指数关系，表达式如下：30PCkke（2-2）式中，k为煤层绝对渗透率，%；k0为煤层初始绝对渗透率，%；为煤层有效应力的增量，MPa；Cp为煤层孔隙体积的压缩系数，MPa-1。沁水煤田煤层渗透率普遍低于北美，柿庄区块的煤层埋深范围在1000m以内，主力煤层为山西组3#煤层和太原组15#煤层。3#煤层厚度介于5~7m之间，平均厚度6m左右，
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃爆诱导水力压裂多裂缝耦合起裂规律[J]. 吴飞鹏,徐尔斯,尉雪梅,刘恒超,李德,丁乾申. 天然气工业. 2018(11)
[2]煤层气井压裂工艺技术对比分析[J]. 张永成,白云云,刘亮亮,张为,白杨. 资源与产业. 2018(04)
[3]筛管完井高能气体压裂模拟实验研究[J]. 张杰,黄利平,周际永,孙林,冯煊,张鑫. 钻采工艺. 2018(04)
[4]体积改造技术理论研究进展与发展方向[J]. 胥云,雷群,陈铭,吴奇,杨能宇,翁定为,李德旗,蒋豪. 石油勘探与开发. 2018(05)
[5]水平井液态药爆炸压裂工艺试验应用研究[J]. 吴晋军,刘敬,徐东升,武进壮,吕圆. 钻采工艺. 2018(01)
[6]多脉冲压裂用于低渗煤层开发可行性分析[J]. 吴晋军,武进壮,周培尧,李晓骁. 煤炭技术. 2017(12)
[7]水城矿区煤层气储层特征及压裂改造工艺研究[J]. 毕彩芹,迟焕鹏,单衍胜,王福国,徐银波,张家强,李昭. 煤炭科学技术. 2017(09)
[8]典型区块煤层气地面开发项目经济性分析及国内煤层气可持续发展政策探讨[J]. 孔令峰,栾向阳,杜敏,尚树林,孔梓拯. 天然气工业. 2017(03)
[9]一种超低密度支撑剂的可用性评价[J]. 曲占庆,曹彦超,郭天魁,许华儒,龚迪光,田雨. 石油钻采工艺. 2016(03)
[10]沁水地区煤层气储层多脉冲压裂技术试验及应用研究[J]. 吴晋军,喻鹏,周培尧,崔金榜,谭宏强,张洋,陈伟. 钻采工艺. 2015(03)
博士论文
[1]基于CT可视化的深部煤体损伤和渗透率演化规律研究[D]. 钟江城.中国矿业大学(北京) 2018
[2]两淮煤田地温场分布规律及其控制模式研究[D]. 徐胜平.安徽理工大学 2014
[3]沁水盆地煤层气储层岩石物理及物理模拟研究[D]. 周枫.南京大学 2014
[4]基于可持续发展的我国煤层气资源产业发展战略研究[D]. 吕晓岚.中国地质大学（北京） 2010
[5]高能气体压裂过程动力学模型与工艺技术优化决策研究[D]. 吴飞鹏.中国石油大学 2009
[6]沁水盆地煤层气富集机理及主控特征[D]. 闫宝珍.中国矿业大学（北京） 2008
硕士论文
[1]低渗煤层液体火药压裂开发技术研究[D]. 武进壮.西安石油大学 2017
[2]沁水盆地南部柿庄南区块煤层气数值模拟[D]. 杨帆.西南石油大学 2016
[3]直井长裂缝压裂支撑剂优选及运移规律研究[D]. 曹彦超.中国石油大学(华东) 2016
[4]渗流—应力耦合条件下裂缝性煤层井壁稳定性评价[D]. 马超.中国石油大学(北京) 2016
[5]煤层气储层多脉冲压裂开发机理及工艺研究[D]. 周培尧.西安石油大学 2015
[6]煤层气储层酸化技术研究[D]. 游艺.长江大学 2013
[7]煤层气储层水平井钻井过程中储层伤害机理研究[D]. 湛祥惠.长江大学 2012
[8]低密度支撑剂用酚醛/环氧树脂复合材料的制备及其固化反应机理的研究[D]. 黄勇.四川大学 2007
[9]大庆外围低渗透油田波动采油现场试验[D]. 白海燕.西南石油大学 2006
本文编号：3040474
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