N2泡沫穿层压裂煤岩组合体试验研究
李文达1
肖贺成2
梁卫国2
廖涛2
王在勇2
陈跃都1
朱帝杰1
1.太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室,山西太原 0300242.太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024
摘要：一体化穿层压裂是实现近距离煤系储层多气共采的关键技术,但常规低黏活性水压裂液易沟通层理等弱结构面,限制了水力裂缝纵向穿层扩展.鉴于此,基于泡沫流体高黏、低滤失和易返排等特性,提出N2泡沫低伤害穿层压裂煤系储层方法,通过室内浇筑灰岩、页岩与真实煤样的组合体试样,利用自行研制的大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置,分别开展N2泡沫与活性水的真三轴压裂物理模拟实验,对比分析2种压裂介质泵压曲线、压后裂缝形态、缝网导流能力以及主裂缝面粗糙度特征,研究N2泡沫压裂裂缝起裂特征及垂向扩展行为.实验结果表明:①高黏与低滤失N2泡沫压裂液穿层扩展能力强于活性水,相同应力条件下纵向穿层数量更多,但泵压曲线压力峰值低于后者,有利于穿层压裂施工;②相比活性水,可压缩N2泡沫流体压裂增压时间更长,且其页岩层破裂压力高于前者约8.7 MPa;③压裂完成后,原位应力条件下N2泡沫压后缝网的重注压力较活性水低3.6 MPa,表明N2泡沫压裂形成的缝网导流能力更高;④N2泡沫与活性水压裂主裂缝面粗糙度分别为20.53和13.56,更粗糙的裂缝面有利于生产过程缝网导流能力的保持.结论认为,可压缩N2泡沫以其高黏与低滤失特性可实现更好的纵向穿层效果,但横向缝网复杂程度相对较低,建议现场采取"泡沫造主缝+气体/活性水压裂造分支缝"复合压裂工艺,实现多岩性煤系储层的一体化穿层压裂与缝网改造.
关键词：层状储层穿层压裂泡沫压裂缝网导流能力煤系地层
分类号：TE377(油气田开发与开采)TU45(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家区域创新发展联合基金资助项目(U22A20167)山西省基础研究计划资助项目(20210302124664)山西省基础研究计划资助项目(202103021224059)
论文发表日期：2023-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 4499-4511 )
英文信息