深部煤层压裂裂缝长期导流能力实验与生产评价应用

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单位中国石油大学(北京)石油工程学院;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院;中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司油田勘探开发事业部;成都理工大学能源学院(页岩气现代产业学院);中国石化华北油气分公司石油工程技术研究院;中国石油冀东油田分公司钻采工艺研究院;
来源天然气地球科学
出版年2025
期号09
摘要
针对深部煤层压裂支撑裂缝长期导流能力衰减与失效问题,通过FCES-100型裂缝导流能力测试装置开展长期导流能力测试,评价煤岩环境(对比钢板与煤岩)、支撑剂粒径(40/70目和70/140目)、铺砂浓度(2.5 kg/m2、5 kg/m2、10 kg/m2)和应力条件(30 MPa和40 MPa)对长期导流能力的影响规律。开展了实际生产条件下支撑裂缝长期导流能力的衰减与预测,并结合实际生产数据,开展了深部煤层气水平井产量递减规律评价。研究表明:(1)不同条件下的长期导流能力随时间的推移呈现先快速下降后趋缓的变化趋势。测试前40 h,不同条件下导流能力下降幅度超过94%,测试后40 h,不同条件下导流能力差异趋于稳定。(2)支撑剂粒径为40/70目时,钢板条件下导流能力大于煤岩条件下导流能力,支撑剂粒径为70/140目时相反。煤岩的水化作用对支撑剂嵌入的影响相对较大。(3)支撑剂粒径的减小可以有效减小支撑剂嵌入对导流能力的影响。(4)煤岩条件下,铺砂浓度的增大可以有效削弱由于支撑剂嵌入的影响。(5)支撑剂粒径的减小和过低的铺砂浓度均会使得导流能力失效时间提前到达,即支撑裂缝有效时间会缩短。(6)产量衰减系数随着开采时间的增加而呈现先缓慢下降,然后快速下降,再平缓下降的特点。用指数衰减规律对现场累计产量数据进行预测,其误差仅为2.9%。深部煤层压裂支撑裂缝长期导流能力的评价研究,有助于深部煤层气的压裂优化设计与效益开发。

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