页岩储层液态二氧化碳前置压裂返排制度优化研究
液态CO2前置压裂是在施工泵注开始阶段注入一定量的液态CO2，结合滑溜水、冻胶等水基压裂液进行储层改造的技术，与常规水力压裂相比，它具有压后增能、返排迅速、对储层伤害小、单井产能高的优势，是一种极具前景的页岩油储层开采技术，但目前液态CO2前置压裂后压裂液的返排大都依靠现场经验，缺少科学依据，因此有必要研究液态二氧化碳前置压裂后的返排制度。 基于此，本文在分析总结了国内外液态CO2压裂及页岩储层压裂液返排技术的基础上，开展了液态CO2前置压裂增能返排室内实验，通过驱替实验、降压返排实验研究了不同注入模式、不同CO2注入量下储层的增能和返排情况，以产能和返排最佳为目标优化了焖井时间与返排压力；并通过模拟页岩储层液态CO2前置压裂过程中裂缝的扩展，获得了裂缝几何参数，采用单因素分析法分析了杨氏模量和泊松比对裂缝扩展的影响；最后结合实际实验和压裂模拟，使用考虑了毛细管压力的双孔双渗模型探讨了页岩返排率与毛细管压力、基质渗透率、注入压力的关系，并在此基础上优选了返排参数，优化了返排制度。 研究结果表明：前置注入的液态CO2能明显的提高体系压力值，CO2注入量越大，体系压力迅速上升的时间越靠后；压裂形成的裂缝轮廓为“楔形”，裂缝半长、平均缝宽、无因次导流能力随杨氏模量的升高而增加，随泊松比的升高而降低；基质渗透率和注入压力越高压裂液返排率越高，毛细管压力越大压裂液返排率越低，毛细管力高于一定范围后，较小的毛细管压力增量会引起返排率大幅下降；前置液态CO2和低浓度线性胶压裂的返排率和累计产量均随焖井时间先增加后降低，存在一个最优的焖井时间，L区条件下前者的焖井时间为30d，后者的焖井时间为15d；累产油量随返排速率变化不大，返排率随返排速率的增加而增加，以产能和返排最佳优选的返排速率为40m3?d-1；累计产量与压裂液返排率随返排压力的降低而增加，在可控范围内尽量降低返排压力开采可以达到更好的开发效果。
页岩储层;液态二氧化碳;前置压裂;增能效果;返排制度
中国石油大学(华东)
硕士
石油与天然气工程
罗明良;廖乐军
2021
中文
TE357.1
2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）