复合电热化学聚能冲击波储层强化改造试验与评价

李昂 杨万有 丁乾申 康少飞 杨维 吴飞鹏

李昂, 杨万有, 丁乾申, 康少飞, 杨维, 吴飞鹏. 复合电热化学聚能冲击波储层强化改造试验与评价[J]. 石油钻探技术, 2020, 48(1): 72-79. doi: 10.11911/syztjs.2019129
引用本文: 李昂, 杨万有, 丁乾申, 康少飞, 杨维, 吴飞鹏. 复合电热化学聚能冲击波储层强化改造试验与评价[J]. 石油钻探技术, 2020, 48(1): 72-79. doi: 10.11911/syztjs.2019129
LI Ang, YANG Wanyou, DING Qianshen, KANG Shaofei, YANG Wei, WU Feipeng. Testing and Evaluation of Reinforced Reservoir Stimulations Using Composite Electrothermal-Chemical Shock Waves[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2020, 48(1): 72-79. doi: 10.11911/syztjs.2019129
Citation: LI Ang, YANG Wanyou, DING Qianshen, KANG Shaofei, YANG Wei, WU Feipeng. Testing and Evaluation of Reinforced Reservoir Stimulations Using Composite Electrothermal-Chemical Shock Waves[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2020, 48(1): 72-79. doi: 10.11911/syztjs.2019129

复合电热化学聚能冲击波储层强化改造试验与评价

doi: 10.11911/syztjs.2019129
基金项目: 

国家自然科学基金项目“爆燃压裂中饱和脆性岩石细观损伤机制及其对宏观破坏的控制规律”(编号:51874339)、“低频人工地震波复合泡沫驱协同增效机理研究”(编号:51904320),中央高校基本科研业务费专项资金项目“低频波激励下泡沫性能及渗流特征研究”(编号:18CX02095A)、“深层致密高水平应力差异储层多级爆燃诱导体积压裂力学机理研究”(编号:17CX05004)联合资助

详细信息
    作者简介:

    李昂(1989—),男,山东兖州人,2010年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业,2013年获中国石油大学(华东)油气田开发工程专业硕士学位,工程师,主要从事油气田开发与开采技术方面的研究工作。E-mail:liang4@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: TE357.1+4

Testing and Evaluation of Reinforced Reservoir Stimulations Using Composite Electrothermal-Chemical Shock Waves

  • 摘要: 为了完善复合电热化学聚能冲击波技术的工艺参数优化及效果评价,首先进行了大尺寸混凝土岩样的复合电热化学聚能冲击试验,评价了该技术的冲击破岩效果和控制因素;然后建立了可实现强动载重复冲击的数值模型,进行了大尺寸岩样模拟试验;最后利用数值模型系统评价了冲击次数、峰值压力、岩石弹性模量和地应力对措施效果的敏感性,分析了各工艺参数对岩石裂缝数量及作用距离的影响规律,并预测了措施后的增产效果。试验结果表明:复合电热化学聚能冲击波技术可将常规电脉冲的脉冲宽度扩展约1.5倍,冲击峰值压力提高约3.0倍;岩样冲击6次后,产生4条宏观裂缝,模拟井眼周围产生不同程度的破碎。该研究结果为利用复合电热化学聚能冲击波技术的工程应用提供了理论指导。
  • 图  1  JH-2模型中物理量之间的关系

    Figure  1.  Relaionship between physical quantities in Model JH-2

    图  2  冲击1次后的岩样形貌

    Figure  2.  Rock sample morphology after one impact

    图  3  冲击3次后的岩样形貌

    Figure  3.  Rock sample morphology after three impacts

    图  4  冲击4次后的岩样形貌

    Figure  4.  Rock sample morphology after four impacts

    图  5  冲击6次后的岩样形貌

    Figure  5.  Rock sample morphology after six impacts

    图  6  冲击不同次数后的模拟形态

    Figure  6.  Simulated pattern after different impact times

    图  7  不同峰值压力下冲击后的模拟形态

    Figure  7.  Simulated patterns of different peak pressures

    图  8  不同弹性模量岩样冲击后的模拟形态

    Figure  8.  Simulated patterns of rock with different elastic modulus after impact

    图  9  不同地应力下岩样冲击后的模拟形态

    Figure  9.  Simulation shape of rock sample after impact under different in-situ stresses

    图  10  裂缝长度对增产效果的影响

    Figure  10.  The effect of fracture length on simulation result

    图  11  裂缝数量对增产效果的影响

    Figure  11.  The effect of fracture number on simulation result

    表  1  混凝土岩样和储层岩石的物性参数

    Table  1.   Physical parameters of concrete samples and reservoir rocks

    类别抗压强度/MPa塑性系数抗拉强度/MPa弹性模量/GPa泊松比黏聚力/MPa摩擦系数
    混凝土48.10.983.136.00.229.530.77
    储层岩石46.0~49.00.95~0.993.0~4.035.0~38.00.20~0.259.30~9.600.75~0.80
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    表  2  岩样冲击试验结果

    Table  2.   Rock sample impact test results

    序号聚能棒编号弹药量/g触发电压/kV试验结果
    17#10.023.36 表面无裂缝,应变仪显示有裂缝产生
    27#10.023.12 表面无裂缝,应变仪显示有裂缝产生
    37#10.022.75 产生2条裂缝
    47#10.023.46 又产生2条新裂缝
    57#10.023.21 裂缝长度延伸
    67#10.023.10 裂缝缝宽变大,且长度继续延伸
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    表  3  不同冲击次数下的模拟结果

    Table  3.   Simulation results after different impacts

    冲击次数/次破碎区长度/m裂隙数量/条裂隙区长度/m
    10.1000
    20.1500
    40.1821.15
    60.2141.62
    90.2541.70
    120.3441.71
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    表  4  不同地应力下冲击后的模拟结果

    Table  4.   Simulation results after impact under different geostress

    地应力/MPa破碎区长度/m裂隙条数/条裂隙区长度/m
    100.1251.84
    200.1841.62
    300.2141.42
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-26
  • 修回日期:  2019-12-27
  • 网络出版日期:  2020-01-03
  • 刊出日期:  2020-01-01

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