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周边脱砂压裂技术研究

谢桂学  
【摘要】: 脱砂压裂是有别于常规加砂压裂的一种特殊压裂工艺方法,它可以在一定程度上改变裂缝的正常尺寸比例,达到造“短宽裂缝”的特殊目的,以满足某些中高渗透油藏压裂改造的特殊需要。 周边脱砂压裂技术是本文提出的一种新的技术方法。它和端部脱砂压裂技术属于同一技术领域,二者之间既有密切联系又有严格区别。其中,前者是后者的延伸和发展。从整体来说,本文的研究内容属于现场实用技术研究领域,但也涉及到许多理论研究问题。对于脱砂压裂来说,还有许多理论上的问题没有研究解决,本文的研究对此做除了有益的探索,其中部分内容是首次涉及到的问题,所以本文部分研究结论仍有进一步探讨、完善甚至修正的余地。 该研究内容主要包括四个部分。第一部分是关于裂缝周边脱砂微观机理研究和脱砂带对于裂缝扩展的控制作用机理研究。在此基础上,总结出实现裂缝周边脱砂的技术条件和如何加强脱砂带质量的工程技术措施。第二部分内容重点研究了脱砂前的裂缝三维扩展规律和脱砂后的裂缝一维变化特征,建立了数学模型并分析了规律性的数模结论。第三部分内容总结分析了周边脱砂压裂设计方法,包括压裂液和支撑剂区别于常规压裂的筛选评价方法,脱砂时刻的设计和脱砂时间的限定,以及液量分配设计方法等。第四部分内容是现场应用技术研究,分析论证了监测脱砂过程的两种方法的理论依据,分析了周边脱砂压裂技术的适用领域及试验井例。 本文的主要贡献(创新点)有以下几点: (1)首次提出和系统阐述了周边脱砂压裂技术,建立了相应的工程设计方法,形成了比较完整的周边脱砂压裂技术体系。 (2)首次对周边脱砂压裂物理过程及其微观机理进行了探索研究,在此基础上总结出周边脱砂压裂所需要的技术条件。 (3)首次对脱砂带控制裂缝扩展的作用机理进行了探索性研究,并在此基础上提出了提高“脱砂带质量”的工程技术措施。 (4)引用并修改常规压裂设计方法中关于压裂液量分配的优化计算方法,简化了设计计算程序,丰富和改进了脱砂压裂工程方案设计方法。 (5)在国外普遍利用井底压力特征分析法监测脱砂过程的情况下,本文 首次提出并应用了压裂震波监测脱砂过程的方法;如果将以上两种监测方 法配合使用,既可以提高监测精度、丰富监测结果,又可以对这两种方法 进行相互验证。


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