冻土带水合物储层可压裂性研究

摘要

天然气水合物是在深海区和冻土带发现的一种新型后备能源，其具有能量密度高，储量大，污染小等特点。但是，目前常用的注热，降压等开采方法生产成本太高，无法实现水合物的商业开采。研究非常规油气开采常用的水力压裂方法，可为高效开采冻土带水合物建立新模式。 通过调研公开的冻土带水合物资料，利用深度－温度图示法计算了冻土带水合物的稳定带，并根据水力压裂的成功经验对冻土带水合物储层的可压裂性进行了初步分析。选取地层资料丰富的阿拉斯加北坡Mount Elbert井C-GH1水合物层段作为实验模拟对象，通过探究制作工艺及配方，成功制作出物性参数贴近目标储层骨架的岩样，并采用气饱和法制备了不同饱和度的水合物沉积物小岩样，同时，利用实验研究了冻土带水合物储层的力学特性。 利用成功制备出的水合物沉积物压裂岩样，在模拟不同埋深的地应力条件下使用清水、胍胶基液、胍胶冻胶三种压裂液进行了真三轴水力压裂实验。通过对水合物沉积物以及疏松砂岩压裂曲线和压裂效果的综合分析，初步探讨了水合物的存在对裂缝起裂扩展的影响，验证了不同埋深的冻土带水合物储层的可压裂性，优选了施工中所用压裂液，为冻土带水合物有效开发提供了一种新方法。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 冻土带水合物藏研究现状

1.2.2 水合物储层岩样仿制及力学特性研究现状

1.2.3 非常规油气储层可压裂性研究现状

1.3 课题研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 冻土带水合物稳定带与储层可压裂性分析

2.1 冻土带水合物稳定带的确定

2.1.1 冻土带水合物的分布概况

2.1.2 冻土带水合物稳定带的计算模型

2.1.3 冻土带水合物稳定带实例分析

2.2 冻土带水合物储层可压裂性分析

2.2.1 冻土带水合物赋存特征

2.2.2 储层可压裂性分析

2.3 本章小结

第三章 冻土带水合物储层岩样仿制与力学特性研究

3.1 冻土带水合物储层骨架岩样仿制研究

3.1.1 实验模拟对象的选取

3.1.2 实验装置与材料

3.1.3 骨架岩样制作

3.1.4 配方优选

3.2 水合物沉积物岩样制备研究

3.2.1 实验装置与材料

3.2.2 水合物饱和度控制与估算

3.2.3 水合物生成温度和压力的确定

3.2.4 水合物沉积物岩样制作

3.3 水合物沉积物力学特性研究

3.3.1 单轴抗压实验

3.3.2 声波特性实验

3.3.3 三轴抗压实验

3.3.4 巴西劈裂实验

3.4 本章小结

第四章 冻土带水合物储层压裂模拟实验

4.1 水合物沉积物压裂岩样制备

4.1.1 实验装置与材料

4.1.2 制样方法与流程

4.2 实验准备与设计

4.2.1 实验设备

4.2.2 压裂液制备

4.2.3 地应力计算

4.2.4 实验温度的确定

4.2.5 方案设计与实验流程

4.3 实验结果描述

4.3.1 模拟埋深600m压裂实验

4.3.2 模拟埋深1100m压裂实验

4.3.3 模拟埋深1500m压裂实验

4.4 本章小结

第五章 压裂模拟实验分析

5.1 水合物对压裂裂缝的影响

5.2 冻土带水合物储层的可压裂性

（1）埋深600m冻土带水合物储层可压裂性

（2）埋深1100m冻土带水合物储层可压裂性

（3）埋深1500m冻土带水合物储层可压裂性

5.3 压裂液优选

（1）埋深600m冻土带水合物储层

（2）埋深1100m冻土带水合物储层

（3）埋深1500m冻土带水合物储层

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢