蒲万芬, 杨帆, 任豪, 贺伟, 李博文, 张辉, 朱建林, 曹效东

2024, 31(6): 1-9. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.001

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近年来,纳米颗粒在三次采油领域逐渐受到了广泛关注。针对目前纳米颗粒驱油机理及发展现状认识不清等问题,系统分析了近年来在纳米颗粒驱油方面的研究进展,总结出纳米颗粒的纳米尺寸效应、降低界面张力、改变润湿性、分离压力、乳化作用、防止沥青质絮凝、催化裂解等驱油机理;展望了纳米驱油材料在高含水、低渗透、致密油及页岩油等油藏类型中的应用潜力;指出纳米颗粒在石油开发过程中面临的挑战和发展前景。该研究可为纳米颗粒在提高采收率方面的进一步研究及规模应用提供参考及依据。

氯氧镁水泥在石油领域的研究进展及应用前景

徐梦冉, 步玉环, 赵恒仪, 刘芳, 庞学玉, 张振, 向刚

2024, 31(6): 10-23. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.002

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普通水泥存在固化后体积收缩、脆性大且生产耗能高等问题,而氯氧镁水泥能较好地改善普通油井水泥的弱点,并具有力学强度高、CO₂吸附性强、耐温、抗盐卤腐蚀等工程优势,研究氯氧镁水泥在油气井工程中的应用具有重要意义。为此,介绍了氯氧镁水泥基本组成、水化产物及水化反应机理,总结了氯氧镁水泥在油气井固井、储层堵漏、钻井废弃物处理等方面的研究现状,指出了目前研究存在问题及研究方向,并指明了氯氧镁水泥在CCUS、盐膏层固井、深水浅层固井等方面的潜在应用前景。研究成果可为氯氧镁水泥在石油领域的应用与发展提供参考。

彭州气田雷口坡组碳酸盐岩储层构造裂缝特征预测

李皋, 梁斌斌, 谢强, 何龙, 上官自然, 杨旭

2024, 31(6): 24-31. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.003

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针对彭州气田雷口坡组构造裂缝分布特征及发育程度认识不清的问题,考虑沉积微相、层厚和层面的影响,建立了基于工程地质力学的碳酸盐岩地层构造裂缝预测方法,并以PZ-6井区雷四段为例,利用有限元方法开展了井区—单井跨尺度构造裂缝评价。结果表明:井区地层构造裂缝以斜交缝为主,断层区域构造裂缝线密度约为1.3 条/m;藻云坪、灰云坪沉积微相较其他沉积微相裂缝线密度更大,井区裂缝线密度统计结果和预测结果相对误差为6.83%,可在上述2个沉积微相中优先部署井位;单井地层构造裂缝预测结果和测井结果吻合程度为91.23%,层面处地层破裂系数大于1.2,表明层面处构造裂缝更发育;薄层受层面影响,其主应力变化更为明显,在施工中可根据单井构造裂缝分布预防井漏。研究结果对明确彭州气田雷口坡组气藏构造裂缝分布特征、层位优选、井位部署等具有重要意义。

鄂尔多斯盆地宜川地区本溪组8号煤岩特征及成煤环境分析

沈柏坪, 李荣相, 白洪涛, 朱连丰, 雷虎, 陆纪潮

2024, 31(6): 32-38. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.004

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为明确鄂尔多斯盆地伊陕斜坡宜川—上畛子区块本溪组8号煤岩纵向优势储层及有利勘探区带,选取宜川地区本溪组8号煤岩岩心样品,通过宏观煤岩类型描述、显微组分鉴定、主微量元素分析等实验,综合分析8号煤岩沉积环境及成煤演化特征。研究表明:本溪组8号煤岩为光亮煤、半亮煤及暗淡煤混合堆积产物。煤岩有机组分以镜质组为主,惰质组次之;无机组分以高岭石、伊蒙混层等黏土矿物为主,含少量石英、长石;中下部煤岩有机组分含量多,光亮煤发育,为优质煤层。煤相及煤岩演化程度是成藏的主控因素,低位覆水森林沼泽是有利勘探区带。该认识对宜川地区本溪组8号煤岩富集规律分析具有重要意义,对煤岩气勘探开发具有较好的指导意义。

南堡凹陷林雀次洼沙一段页岩不同尺度孔喉分形特征及其主控因素

高永亮, 李国永, 刘小平, 马乾, 孟令箭, 王建伟, 魏亚琼, 庄东志

2024, 31(6): 39-48. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.005

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针对南堡凹陷古近系沙一段页岩油藏的孔喉结构缺少分析评价等问题,运用扫描电镜(SEM)和恒速压汞实验方法,利用分形理论手段,评价了不同尺度孔喉的分形维数。研究表明:页岩孔喉分成大尺度和小尺度2种类型,不同尺度孔喉分形维数差异较大。小尺度孔喉受压实、胶结作用强烈,以晶间孔、粒内孔和管束状喉道为主,非均质性弱,孔喉空间变形较少,分形维数较小;大尺度孔喉以粒间孔、孔隙缩小型喉道和弯片状喉道为主,孔喉储集空间较大,可见孔喉变形现象,非均质性强,分形维数较大。由于页岩储层中存在不同类型和尺寸的孔喉,导致其孔隙结构具有不同的非均质性特征,分形维数能有效反映储层孔隙结构的复杂程度。该研究成果为页岩油藏勘探开发提供了关键的科学依据,有助于提高页岩油的开发效率,对油田后期开发具有重要意义。

玛湖1井区三叠系白碱滩组二段沉积特征及有利储层预测

程光艺, 周栋华, 李国浩, 王洋, 彭立才

2024, 31(6): 49-56. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.006

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针对玛湖1井区三叠系白碱滩组二段沉积特征及有利储层分布认识不清、油藏评价和储量计算困难等问题,综合利用录井、测井、试油及地震等资料,通过沉积相划分、砂体连井对比、地震属性分析、地震波阻抗反演及地层切片等技术手段,对白碱滩组二段沉积相和有利储层分布进行精细划分与预测。研究表明:白碱滩组二段主要发育三角洲前缘亚相沉积,可进一步划分为水下分流河道、水下分流河道间、席状砂等沉积微相,主体为水下分流河道,水下分流河道由北向南呈舌状展布;三角洲前缘水下分流河道为有利储集相,主要分布在玛湖1井区中北部。该研究成果提出了白碱滩组二段有利储层分布范围新认识,对研究区开展进一步的油藏评价、储量落实及油藏开发均具有重要的指导意义。

川中地区沙二一段古地貌对河道砂体发育的控制作用

吴鑫涛, 刘丽, 葛家旺, 冯潇飞, 胡成军, 肖尧, 宋林珂

2024, 31(6): 57-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.007

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沙溪庙组是目前四川盆地陆相致密油气勘探开发重点层位,主力含气层系为沙二一段(J₂s¹₂)河道砂体,然而河道砂体与古地貌的耦合关系研究较为缺乏,制约了下一步致密气的精细勘探开发。针对这一问题,在建立川中地区等时格架的基础上,基于沉积补偿原理,充分考虑地层差异压实作用,采用印模法,半定量化恢复了J₂s¹₂段古地貌格局;综合岩心、测井和地震资料对J₂s¹₂段沉积体系进行了分析,在此基础上分析了各地貌单元和沉积微相之间的耦合关系。采用地震多属性融合方法进行了砂体厚度预测,提出了古地貌控制河道砂体分布及砂体优势运输通道,即“河谷输砂、河间丘分砂、缓坡阻砂”的结论。研究结果表明:川中地区J₂s¹₂段为谷丘相间的古地貌格局,南西高北东低,整体坡度较缓,主要发育主河谷、支河谷、河间丘和缓坡4类地貌单元;研究区J₂s¹₂段发育陆相河流沉积体系,河道砂体平面呈条带分布;J₂s¹₂段古地貌单元控制了沉积微相分布,河道沉积集中发育在河谷,河漫沉积多发育在缓坡。该研究成果对下一步致密气勘探工作具有一定的指导意义。

准噶尔盆地齐古组浅水河控三角洲沉积特征及模式探讨

张美, 任新成, 商丰凯, 徐佑德, 曲彦胜

2024, 31(6): 67-76. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.008

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准噶尔盆地腹部A区上侏罗统齐古组是近年来油气勘探的热点地区,多口钻井获得了高产油气流,展示了较大的油气资源潜力。针对齐古组浅水三角洲前缘沉积体系有利砂体分布控制因素及模式不清等问题,综合岩心、测井、地震、重矿物及微量元素等资料,对研究区齐古组浅水河控三角洲沉积特征展开研究。研究表明:浅水河控三角洲形成于多物源供给、水体较浅且频繁震荡、水动力中等的沉积环境,砂体类型以河坝复合体为主,岩石普遍为氧化色。根据砾石层厚度、粒径、层理规模等将河坝复合体划分为主水道+残余河口坝、分支水道+残余河口坝、残余河口坝为主3类。其中,分支水道+残余河口坝、残余河口坝为主的河坝复合体为有利砂体,其分布主要受控于基准面变化、河道供源与古地貌、河流与波浪作用影响。有利砂体纵向上分布在基准面上升的中期;平面上分布在与主水道距离适中的斜坡区和平台区。该研究成果深化了浅水河控三角洲沉积特征研究,可为下一步优选区带提供依据,也可为类似区块提供借鉴。

浅层超稠油油藏双水平井SAGD电加热预热启动参数优化设计与矿场试验

何万军, 孙新革, 吴永彬, 罗池辉, 郭昊, 张基朋, 李淑娴

2024, 31(6): 77-83. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.009

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由于新疆油田陆相非均质超稠油油藏SAGD注蒸汽循环预热启动过程中,注采井井间压差波动较大,现场调控难度大,蒸汽易进入高渗透水平段油层,造成水平段局部优先连通或者汽窜,蒸汽腔发育不均衡,导致水平段动用程度较低,从而影响SAGD生产效果。为此,提出了双水平井SAGD水平段下入电加热器的开发方式,利用热传导原理对注采井井间的油层进行均匀加热,并优化了SAGD电加热预热启动的关键操作参数,包括SAGD电加热启动井筒预处理、流体替液循环操作参数和转SAGD生产时机,形成了SAGD电加热预热启动操作流程。在新疆油田重A井区FHW01TW井组浅层超稠油双水平井进行SAGD电加热预热启动矿场试验,预热启动时间从320 d下降至163 d,节省蒸汽3.79×10⁴ t,减少CO₂排放4 846.6 t。该技术将成为双水平井SAGD开发降低CO₂排放的重要手段之一。

水驱油田凹-S形含水上升规律表征方法的扩展

袁迎中, 汤紫琪, 凌霄, 黄冬梅, 于成超, 戚志林, 严文德

2024, 31(6): 84-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.010

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针对水驱油田凹-S形含水上升规律不易诊断且拟合效果较差的问题,综合考虑S形含水上升曲线高含水期偏离直线的情况,以及凹形含水上升曲线对S形含水上升曲线的增强或减弱作用,引入与含水饱和度有关的二次项、对数项及与含水率相关的形态指数n,建立表征凹-S形含水上升规律的扩展型水驱曲线方程。新方程兼具凹形和S形含水上升曲线的特征和优势,拓展了常规含水上升曲线的适用范围,提高了含水上升规律描述的准确性。将研究成果应用于WZ油田,结果表明:利用多元回归分析方法,获得了方程的相关参数,对凹-S形含水上升规律进行综合表征,拟合效果显著提高,拟合的R²达0.977 8。在实际应用过程中,可根据已有的生产数据回归得到扩展型水驱曲线方程系数,据此预测不同含水率时的累计产油量,或预测不同累计产油量时的含水率。研究成果对准确分析或预测油田含水上升规律具有重要作用。

浅层油藏水平缝形态识别及渗流特征

师调调, 石立华, 武晓婷, 童长兵, 沈振振, 蔡建超

2024, 31(6): 91-99. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.011

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针对浅层油藏压裂后裂缝形态识别及水驱渗流规律认识不清的问题,以鄂尔多斯盆地延长东部油区长6储层为研究对象,利用破裂压力梯度、瞬时停泵压力等室内实验对压裂裂缝的形态进行识别,通过开展大尺度真三轴室内实验,模拟地层真实条件下单条压裂水平缝三维渗流压力和流线分布特征,并基于Newman乘积方法和格林函数思想,建立了考虑裂缝表皮效应和井筒存储效应的椭圆形水平缝数值模型,揭示裂缝形态、裂缝分布位置及渗透率各向异性对水平缝渗流规律的影响。研究表明:水平缝压降在水平方向呈非对称性分布,裂缝长半轴方向压力传播距离远,短半轴方向传播距离近;裂缝形态、渗透率各向异性、裂缝分布位置初期对井底压力的影响较大,对水平缝渗流影响显著,后期对水平缝渗流影响小。在此基础上,提出了错层底部注水开发方式,现场应用后增油控水效果显著。该研究可为浅层油藏注水开发提供技术参考。

基于产能差异的气井开发早期产量劈分方法

淦文杰, 吉礼东, 袁权, 刘荣和, 王永强, 张骞, 汪煜昆

2024, 31(6): 100-105. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.012

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气井产气量是多层合采气井评价各产层动用情况的基础参数。为解决多层合采气井的小层产量劈分不准确的难题,基于气层产能差异与物质平衡原理,根据储层地质参数和生产动态数据,对处于不稳定渗流阶段的气井进行产量劈分,形成了一种基于产能差异的多层合采气井早期产量劈分方法,并以两层合采井为例构建数值模型,验证了该方法的精度。研究结果表明:对于投产5 a的气井,基于产能差异的产量劈分方法与数值模拟法相比,计算结果的相对误差小于5%,准确性较高;与仅考虑静态参数的KH法相比,该方法计算精度大幅提高;由于误差累积效应,该方法不适用于长期预测。基于产能差异的气井开发早期产量劈分方法可快速获取开发早期合采气井各小层的产量,为合采气井产量的准确劈分提供了新的计算思路。

二类油层含水率与聚合物驱时机关系图版建立及应用

魏长清, 周丛丛

2024, 31(6): 106-113. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.013

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针对大庆油田二类油层地质条件差、聚合物驱开发规律复杂、聚合物驱时机难以确定的问题,运用数值模拟方法建立了二类油层典型地质模型,以油田开发常用的含水率指标作为控制参数,研究了含水率与聚合物驱时机的关系及对聚合物驱开发效果的影响规律,进而建立了含水率与聚合物驱时机关系图版,给出了确定二类油层区块合理聚合物驱时机的方法。研究表明:对于二类油层,区块开始注聚合物时机越早越好,但是停止注聚合物时机一般应选在区块含水率达到96.00%~97.00%时。应用效果表明:所建立的图版对于实际区块应用效果较好,可清晰呈现聚合物驱开发规律。该图版对聚合物驱或即将聚合物驱的区块确定合理的聚合物驱时机具有重要的指导意义。

考虑变周期注气量和经济效益的致密油藏CO₂吞吐注采参数优化

牛子敬, 赵忠军, 张园, 胡景宏

2024, 31(6): 114-119. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.014

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CO₂吞吐是致密油藏提高采收率的重要手段,但在实施过程中,CO₂吞吐换油率随吞吐周期增加而降低。为提高CO₂吞吐换油率,改善CO₂吞吐开发效果,采用数值模拟方法,进行变周期注气量的CO₂吞吐注采参数优化研究,并开展经济评价。结果表明:变周期注气量的吞吐方案累计产油量为32 983.4 m³,换油率为1.11,高于正交实验的优选方案。经济评价结果显示,变周期注气量的CO₂吞吐方案经济效益最好,其净现值为345.07×10⁴元,内部收益率为18.06%。该研究成果可为致密油藏CO₂吞吐高效开发提供理论指导。

响应面法优化两亲性MoS₂纳米流体提高低渗透油藏采收率技术

梁拓, 尹成峰, 屈鸣, 杨二龙, 侯吉瑞, 杨昌华

2024, 31(6): 120-129. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.015

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为探究多因素交互作用对纳米流体提高采收率的影响,采用Design Expert软件中的Box-Behnken法进行响应面实验设计,以采收率为目标函数建立了注入孔隙体积倍数、注入速度和渗透率三者之间的二次多项回归方程。显著性分析表明,影响纳米流体提高采收率效果的因素按影响程度由大到小依次为渗透率、注入孔隙体积倍数、注入速度;响应曲面分析结果表明,注入速度和渗透率的交互作用对纳米流体提高采收率的影响最大。此外,利用控制变量法研究了渗透率、闷井时间和注入模式对纳米流体提高采收率的影响。研究表明:当纳米流体注入速度为0.2 mL/min、注入孔隙体积倍数为0.5、渗透率为1.00 mD、闷井时间为6 h、注入模式为多周期小段塞时,一次水驱后可再提高采收率18.63个百分点。该研究成果对两亲性MoS₂纳米流体在低渗透油藏中应用时的技术政策优化具有借鉴意义。

超深高温高盐油藏膨胀乳液调驱技术研究与应用

王雷, 叶荣俊, 陈德瑞, 许文俊, 张健鹏

2024, 31(6): 130-136. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.016

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塔里木盆地河道砂油藏属于超深高温高盐油藏,储层非均质性强,注入水易沿物性较好的河道中央窜进。针对该问题,利用可视化微观模型与非均质长岩心模型开展膨胀乳液调驱物理模拟研究,分析调驱特征与机理,优选调驱参数与段塞组合方式,并进行了现场应用。结果表明:河道砂油藏水驱后剩余油分布类型主要包括多分支式簇状、并联式喉道状、角隅式凹状、分散式孤滴状、连片式成块状等类型。膨胀乳液的调驱机理为深部运移+增黏提压、膨胀封堵+变形运移、剥离油膜+推拉拖拽。优化调驱参数为:注入量为0.30倍孔隙体积,质量分数为8%,乳液粒径为微米级,注入速度为0.52 mL/min,注入段塞组合为0.15倍孔隙体积小粒径乳液颗粒+0.15倍孔隙体积大粒径乳液颗粒。现场应用表明调驱效果显著,调驱井组日产油量最高升至26.4 t,含水率最低降至32.1%。该研究成果对具有强非均质性的超深高温高盐河道砂油藏剩余油挖潜具有重要意义。

基于声发射的硬页岩裂纹扩展特性

张震, 崔帅, 刘会泽, 刘厚彬, 吴鹏程, 苟其勇

2024, 31(6): 137-144. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.017

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为解决页岩气开发中井壁失稳崩塌问题,基于单轴压缩实验和声发射技术,以龙马溪组页岩为研究对象,探究岩石层理倾角对页岩破坏、裂纹类型的影响以及压缩过程中声发射特征参数变化过程。结果表明:倾角为30°的岩样的主裂缝穿过层理面,岩石破坏主要受岩石基质控制且存在一定层理弱面影响,致使倾斜的宏观裂纹不完全沿层理面扩展;倾角为45°、60°的岩样发生耦合破坏,岩石破坏主要受层理面控制,引起明显的滑移破坏,沿层理弱面的破坏平面穿透整个岩样;倾角为90°的岩样以劈裂破坏为主,裂纹扩展受层理面影响,岩石破坏由层理弱面和岩石基质共同控制。声发射振铃计数呈波动趋势且存在差距,在应力峰值前夕和岩样即将破坏时,振铃计数迅速增长到最大值;大部分时间内声发射能量数值微小,裂纹扩展时声发射能量增大,在岩样发生断裂破坏时,声发射能量释放达到最大值。通过聚类算法处理后的定位点显示模型对单一集中的岩石宏观表面裂缝、脱落区域的表达优于Geiger算法定位模型。该研究可为页岩气开发中井壁稳定性分析提供理论参考。

耐温自降解暂憋剂性能影响因素实验

刘顺, 刘建斌, 陈鑫, 周志祥, 黄凯, 杜恒毅, 张亚龙, 王宗振

2024, 31(6): 145-150. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.018

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暂憋体积压裂技术要求暂憋剂解堵时间在几小时之内,而暂堵剂的解堵时间通常为几天,无法满足暂憋体积压裂对暂憋剂性能的要求。为此,采用水溶液聚合法,以纤维素为主体,丙烯酰胺为接枝单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了一种暂憋剂,并研究了在油藏条件下温度、矿化度、草酸含量、暂憋剂粒径对暂憋剂性能的影响。结果表明:该暂憋剂具有较好的耐温性能,残渣率基本维持稳定;温度为60 ℃时,暂憋剂可流动时间为2.60 h,溶解时间为7.43 h,残渣率为7.25%;暂憋剂的溶解速度随矿化度的升高而略有延缓,并且暂憋剂在CaCl₂溶液中的溶解速度较NaCl溶液中的溶解速度更慢,具有较好的耐盐性;暂憋剂与压裂液有较好的配伍性,在压裂液中的可流动时间和溶解时间略有延长;草酸含量对暂憋剂的残渣率影响非常小;随着暂憋剂粒径的降低,暂憋剂的可流动时间和溶解时间呈先缓慢降低后升高的变化趋势,并且组合粒径的暂憋剂的可流动时间和溶解时间均较单一粒径的暂憋剂有所延长。研究结果可为暂憋剂性能优化与暂憋剂运移规律研究提供理论基础。

页岩油井筒结蜡力学性能参数变化分子动力学模拟及其特征

张炜, 徐毓珠, 文义民, 刘建仪, 郎东阁

2024, 31(6): 151-158. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.019

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针对陆相页岩油气田井筒结蜡过程中蜡块力学性能参数变化规律认识不清的问题,以nC₅H₁₂-nC₂₄H₅₀为例,利用分子动力学模拟的方法,研究含蜡页岩油中蜡分子的扩散与聚集行为,并分析蜡块力学参数及其与温度的变化规律。研究发现:当温度高于50 ℃时,蜡分子分布松散,含蜡页岩油的弹性模量与泊松比为0,随着温度的降低,蜡分子之间的距离减小,含蜡页岩油的黏度、弹性模量与泊松比升高,最终发展成蜡状晶体。在同一温度下,蜡块的剪切模量低于体积模量,此时蜡块更容易受到剪切力从管壁脱落。当温度低于50 ℃时,蜡的剪切模量大于0,说明此时井筒开始结蜡,需要进行清蜡操作。随着蜡的剪切模量增大,清蜡方式依次选择为热洗清蜡、化学清蜡剂清蜡、井筒通井刮蜡。该研究定量获得了页岩油气井结蜡力学参数与温度的变化规律,有利于指导清防蜡措施方案的制订。

复杂岩性低渗透凝析气藏地质工程一体化设计

冉令博, 王佳, 鲁文婷, 南荣丽, 张任平

2024, 31(6): 159-164. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2024.06.020

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新疆油田前哨2井区侏罗系三工河组复杂岩性低渗透凝析气藏生产过程中,出现反凝析现象,直井试油效果差异大,水平井分段压裂合理施工参数需要进一步优化。针对上述问题,通过地质工程一体化研究方法,建立目的区三维地质及三维地应力模型,基于实际的储层特征、应力特征,研究压裂液注入量对地层压力及温度的影响规律,通过实际相态图判断压裂过程中是否存在凝析现象,并完成水平井压裂方案优化。研究表明:水平井压裂对该凝析气藏开发有正向作用,大量压裂液注入使得地层压力升高,可以抵消温度场降低对凝析油析出的影响。目的层平均渗透率为1.86 mD,储层物性好,水平井压裂射孔簇间距为25 m、单簇加砂量为20.0～25.0 m³左右时能取得较好压裂效果。该研究成果对类似地质特征的凝析气藏快速开发建产有重要的借鉴意义。

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