页岩气储层多脉冲压裂复合工艺研究

摘要

页岩气是一种新兴能源，既是常规天然气的潜在替代能源，也是清洁环保能源。目前在美国、加拿大等已实现商业化开采和利用。我国页岩气储量丰富，但由于我国页岩气藏地表环境及地质特征的复杂性，使得其开发工艺和技术尚在试验探索阶段。当前，以水力压裂改造为主的页岩气储层改造工艺并不能达到预期理想的开采效果，可见页岩气开发新技术的探索与研究迫在眉睫。为此，本论文开展了页岩气储层多脉冲压裂复合技术模型研究。
　　本论文基于多级强脉冲高能气体压裂技术的作用原理及作用特点分析，结合页岩气储层地质特征的研究，探讨出该技术在页岩气储层是适用的。开展了对页岩气多脉冲压裂药装药量的模型研究，并编制了软件进行计算，分析得出，采用全封闭式压裂井口装置、延时控制点火装置以及多级装药结构，可有效降低压挡液做功损失的能量，从而提高了压裂药的能量利用率，进一步生成多裂缝体系产生更好的压裂效果。
　　以页岩气多脉冲复合压裂机理为理论依据，重点对页岩气水平井多脉冲压裂工艺进行研究，对隔断式延时点火控制装置、固体压裂药选择与设计以及水平井固体药多级装药结构等进行了详细研究，设计出了页岩气储层水平井全封闭式多脉冲压裂工艺模型，并考虑与水力喷射压裂进行复合探讨其工艺过程。最后在实际现场施工中结合一口井对其进行工艺模型设计，利用计算软件对装药量进行计算。该技术为我国页岩气开发提供了一条新途径。
　　通过研究多脉冲复合压裂技术作用机理，建立了页岩气储层多脉冲复合水力压裂技术的裂缝计算模型，将复杂延伸等效处理给出同方位多裂缝延伸模型，为进一步研究水力裂缝在多裂缝中的扩展问题提供了研究方向和思路，建议继续考虑三维多裂缝转向以及滤失等因素的影响进一步深入研究。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容及技术路线

第二章 页岩气藏地质特征及压裂改造工艺研究

2.1页岩气层主要特征

2.2页岩气藏地质特征对储层改造的影响

2.3压裂工艺技术

2.4页岩气井壁稳定性研究

2.5本章小结

第三章 页岩气储层多脉冲高能气体压裂技术研究

3.1多脉冲高能气体压裂技术

3.2页岩气多脉冲压裂技术的适用性分析

3.3页岩气多脉冲－水力压裂复合裂缝扩展模型

3.4本章小结

第四章 页岩气储层多脉冲压裂复合工艺研究

4.1页岩气多脉冲复合压裂设计思路

4.2页岩气多脉冲复合压裂作用原理及特点

4.3页岩气多脉冲压裂的结构设计

4.4多级强脉冲固体压裂药选择与设计计算

4.5页岩气多脉冲复合水力压裂工艺

4.6多脉冲复合水力喷射工艺设计

4.7多级喷嘴工具的设计

4.8本章小结

第五章 页岩气储层多脉冲复合压裂开发方案研究

5.1S10-23-36H井基本情况介绍

5.2S10-23-36井工艺设计

5.3总结与建议

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的学术成果