煤岩压裂裂缝长期导流能力的实验研究与评价

我中国石油大学采油工程实验报告实验日期：2014.11.14 成绩：班级：学号：姓名:教师：战永平同组者：实验三裂缝导流能力模拟实验一、实验目的1.了解岩石被支撑裂缝的导流能力随闭合压力变化的规律,以及在相同闭合压力条件下不同铺砂浓度导流能力的差异；2.分别应用达西公式与二项式公式计算，分析结果的异同点，并说明原因；3.熟悉裂缝导流仪的操作及实验流程。

二、实验原理裂缝的渗透率可由气体渗流的流量来反映，测量气体在不同入口和出口压力下的流量后，可通过气体径向渗流的达西公式来确定裂缝的导流能力。

三、实验仪器和材料1. 仪器名称:裂缝导流仪,包括以下组成部分:压力试验机，空气压缩机，定值器，精密压力表，浮子流量计，岩心（钢板）模，游标卡尺,电子天平.2. 材料：同产地的石英砂和陶粒。

四、实验步骤1、准备实验工作（1）在附表1中记录使用的支撑剂名称、产地、粒径及室内温度下的气体粘度；（2）用游标卡尺量出岩心模的外径及孔眼的内径,记录附表1中，用作计算岩心模面积；（3）称一定重量的支撑剂（记下支撑剂的颗粒直径）均匀地铺在岩心模面上，要保持单层，铺完后用放大镜检查一下支撑剂是否铺的均匀和紧密。

然后称剩余支撑剂的重量，二者之差即为铺在岩心上的支撑剂的重量，并按下式计算出支撑剂的浓度：2g ，铺有支撑剂岩心的面积单层支撑剂的重量支撑剂（砂子）的浓度将此浓度值记入表1中。

（4）将上岩心片（孔眼向下）放于下岩心片的上方，然后上下岩心片放在试验机下承压板中心位置。

（5）认真记录试验机载荷刻度盘上加载值。

2、岩心加压法（1）岩心放在下承压板上，用手旋转螺杆将上承压板合并，压住岩心模型，准备加载。

（2）旋紧回油阀，按绿钮开机器，用送油阀慢慢加压，通过控制送油阀开启程度控制加压速度，当主动指针(黑针)转到1.5吨(或1KN)时,将送油阀放慢关闭维持此点上.将定值器打开使气体进入浮子流量计中，同时浮子上升，调节定值器旋钮,使浮子指示到流量计刻度的最高度值。

支撑裂缝导流能力评价及影响因素实验研究作者：刘安邦贺沛董晨曦米伟伟来源：《石油研究》2019年第04期摘要：水力加砂压裂效果取决于支撑裂缝的导流能力，不同的支撑裂缝具有不同的导流能力。

通过API导流室和裂缝岩心实验，研究了闭合压力、不同流体以及支撑剂类型及粒径对主要裂缝和次要裂缝导流能力的影响。

结果表明，主要裂缝具有较好的导流能力，是主要的油水流动通道;次要裂缝是次要的油水渗流通道。

闭合压力越大，流体粘度越大，支撐剂粒径越小，支撑裂缝的导流能力越差;闭合压力是影响主要裂缝导流能力的主要因素，且相同条件下导流能力陶粒最好，石英砂次之，覆膜石英砂导流能力最差;次要裂缝的导流能力更容易受到损害，受到闭合压力和流体的粘度影响最大。

关键词：支撑裂缝;导流能力;渗流通道;闭合压力;粘度引言鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育低渗透—超低渗透—致密砂岩储层，其具有物性差、孔喉结构复杂和非均质性强的特点[1]。

使得该类储层的开发往往需要压裂技术对储层进行改造，因此，大量研究学者对支撑剂性能、压裂工作液及压裂参数对支撑裂缝导流能力进行评价。

1 实验部分1.1实验材料及条件实验所用陶粒、石英砂和覆膜石英砂均为延长油田矿场目前所用支撑剂，粒径为20/40和40/70目两种规格。

实验所用蒸馏水室温条件下密度ρ=0.999g/cm3，粘度m=1.12 mPa·s;所用活性水室温下的密度为0.973g/cm3，粘度为1.35mPa·s。

实验所用破胶压裂液为胍胶破胶液，完全破胶后室温下密度ρ=0.993g/cm3，粘度3.67 mPa·s;所用滑溜水室温条件下密度ρ=0.997g/cm3，粘度为7.42 mPa·s。

实验所用岩心均取自延长油田低孔、低渗砂岩岩心，以保证劈开裂缝为岩心渗流通道;取心长度4.5 cm～5.0 cm，直径2.5 cm左右，经洗油烘干后用岩心切割机造缝，造缝前气测渗透率小于1mD，孔隙度6%～12%，造缝后铺置一定支撑剂在岩心切面，再用热塑胶带固定。

支撑裂缝导流能力研究摘要：裂缝导流能力的大小决定了水力压裂效果的好坏。

准确的预测出地层裂缝导流能力的大小对石油的采收率有很大的影响。

本文分别从影响地层裂缝导流的的外部环境因素，闭合压力，温度，裂缝宽度三个方面和支撑剂自生因素，支撑剂的强度，均匀度，铺砂浓度以及压裂液四个方面进行了实验研究。

关键词：裂缝导流能力；水力压裂；外部环境因素；支撑剂水力压裂是油气增产的有效措施，在油田有很广泛的应用。

对于不同的裂缝应采用不同支撑剂，支撑剂的作用在于泵注停止并且缝内液体排出后保持裂缝处于张开状态，地层内流体可以通过高导流能力的支撑带由裂缝顶端流向井底支撑剂的好坏直接影响到裂缝的长期导流能力。

对于不同的地层如何评价支撑剂的性能和选用什么类型的支撑剂就显得格外的重要。

本文对影响导流能力的环境因素和影响导流能力的支撑剂做了实验研究，对评价支撑剂的性能和选用什么类型的支撑剂具有一定的参考价值。

一、实验准备实验过程中使用FCES—100型裂缝导流仪，实验严格按照API 的程序进行操作，闭合压力按每6MPa 递增。

FCES-100型导流仪使用API标准导流室，支撑裂缝渗透率依据达西定律，通过测得不同流量下的压差计算得到。

不同闭合压力下的裂缝宽度由位移计测量。

二、实验评价与分析（一）外部环境因素1 、闭合压力因素对导流能力的影响闭合应力是裂缝闭合所产生的，由地层传递给支撑剂。

闭合应力作用的后果是引起支撑剂破碎，使支撑剂颗粒尺寸减少，圆球度变差，面积增大，粒径不均匀，这些因素都将引起支撑剂充填层渗透率降低。

闭合力的作用，还将进一步压实充填层支撑剂，使得孔隙度减小，从而降低渗透率。

另一方面闭合压力的作用，可使支撑剂嵌入地层，导致缝宽减小，渗透率降低。

对中等硬度的砂岩的研究表明，当闭合压力大达到一定的数值时，表现为渗透率下降，导流能力减小。

随着闭合压力增大，渗透率将迅速下降。

压力对地层导流能力有很大的影响。

由于油井的周期性关井，会产生交变应力，当交变的压力作用到支撑剂时，其导流能力将下降。

实验确定页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流
能力的方法
页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的实验方法通常包括以下步骤：
1.制备样本：从实际的页岩储层中采集岩石样品，并进行化学分析和物理性质测试。

样品应具有代表性，包括岩性、孔隙度、渗透率等特征。

2.压力实验：使用水力压裂装置对样本进行水力压裂实验，以模拟实际的压裂过程。

在实验过程中，应记录不同压力下的裂缝形态、数量、长度、宽度、方向等参数。

3.流量测定：通过流量计等设备，测定压裂后自支撑裂缝的导流能力。

实验中应记录不同压力下的流量、速度、压降等参数。

4.数据分析：根据实验结果，通过数据分析和统计方法，评估页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力。

这包括裂缝面积、渗透率、导流效率等指标。

同时也可以通过数值模拟等方法对实验结果进行验证和分析。

综上所述，页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的实验方法，需要设计合理的实验流程、选取合适的样品和测量设备，并进行数据分析和模拟验证。

通过这些方法，可以更加准确地评估页岩储层水力压裂后的导流能力，为实际的生产开发提供参考依据。

煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法一、引言煤矿是我国重要的能源产业，但随着煤层逐渐走向深部和井下采矿难度的增大，煤层开采压力逐渐增大，导致采矿井下瓦斯涌出、露天塌陷等安全问题也随之而来。

为降低这些风险，提高煤矿采煤效率，煤矿井下水力压裂成为一项被广泛应用的技术手段。

本文将着重探讨煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的探测评价方法。

二、煤矿井下水力压裂的原理及流程（1）水力压裂的原理水力压裂是指通过高压水流将矿层中的岩层破碎，形成微裂缝，从而增加煤层的渗透性，以提高煤矿井下瓦斯抽采效果、降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯涌出量。

（2）水力压裂流程水力压裂流程一般分为前处理、施工和评价三个阶段。

前处理阶段包括对矿层进行勘探及地质勘查工作，重要的是确保井下水源的充足，确定水力压裂施工的适宜时期。

施工阶段是通过井下压裂机器设备、高压水泵等设备将压裂液推送到矿层中，形成裂缝。

评价阶段是通过井下观测装置对压裂施工后的效果进行实时监测和评价，以确定压裂增渗的效果和范围是否符合预期。

三、煤矿井下水力压裂增渗效果的评价方法（1）井下观测装置的选择井下观测装置对于评价水力压裂增渗效果起着至关重要的作用。

常用的井下观测装置包括压力传感器、渗透流速测定仪、水泵流量计、瓦斯抽放管、煤层瓦斯检测器等。

（2）指标的定量评价在评价水力压裂增渗效果时，可以采用以下指标进行定量评价：a. 渗透率指标：用于评价煤层岩层破碎后的渗透性能，可通过实时监测煤层的渗透率来评估压裂效果。

b. 应力指标：用于评价煤层岩层破裂后的应力变化情况，可以通过井下压力传感器监测来获取。

c. 瓦斯涌出量指标：用于评价瓦斯抽采效果，可通过煤层瓦斯检测器进行监测。

d. 压裂液浓度指标：评价压裂液的浓度和使用量，可通过水泵流量计进行监测。

e. 压裂液回收率指标：用于评价井下压裂液的回收情况，可通过压裂液回收设备进行监测。

《泥灰岩储层缝网裂缝导流能力优化研究》篇一一、引言泥灰岩是一种常见的沉积岩，具有多孔、多裂缝的特性，是油气储层的重要类型之一。

然而，由于地质作用的影响，泥灰岩储层中常常存在缝网裂缝，这些裂缝的导流能力直接影响着油气的开采效率。

因此，对泥灰岩储层缝网裂缝导流能力进行优化研究，对于提高油气开采效率和经济效益具有重要意义。

本文旨在探讨泥灰岩储层缝网裂缝的导流能力优化方法，以期为油气田开发提供理论依据和技术支持。

二、研究现状及问题分析目前，针对泥灰岩储层缝网裂缝的导流能力研究已经取得了一定的成果。

然而，在实际应用中仍存在一些问题。

首先，对于缝网裂缝的分布规律和连通性缺乏深入的认识，导致导流能力评估不够准确。

其次，现有的导流能力优化方法往往只关注单一裂缝或单一层位的优化，而忽视了整个储层系统的协同优化。

此外，现有方法在实施过程中还存在操作复杂、成本高等问题。

三、研究方法及实验设计针对上述问题，本文提出了一种基于多尺度、多物理场耦合的泥灰岩储层缝网裂缝导流能力优化方法。

具体研究方法如下：1. 构建三维地质模型：根据地质资料和测井数据，构建泥灰岩储层的三维地质模型，包括缝网裂缝的分布和连通性。

2. 多尺度分析：在三维地质模型的基础上，进行多尺度分析，包括微观尺度下的裂缝形态分析、中观尺度下的缝网系统分析和宏观尺度下的储层系统分析。

3. 多物理场耦合模拟：将流体流动、应力场、温度场等多种物理场进行耦合模拟，分析缝网裂缝对流体流动的影响及导流能力的变化规律。

4. 优化方案设计：根据多尺度分析和多物理场耦合模拟结果，设计导流能力优化方案，包括裂缝扩展、填充物去除、人工诱导裂缝等措施。

5. 实验验证：通过室内物理模拟和数值模拟等方法，对优化方案进行实验验证，评估其可行性和效果。

四、研究结果及分析1. 缝网裂缝分布规律及连通性分析：通过三维地质模型构建和多尺度分析，明确了泥灰岩储层中缝网裂缝的分布规律和连通性，为导流能力评估提供了基础数据。

支撑裂缝导流能力评价及影响因素实验研究水力加砂压裂效果取决于支撑裂缝的导流能力，不同的支撑裂缝具有不同的导流能力。

通过API导流室和裂缝岩心实验，研究了闭合压力、不同流体以及支撑剂类型及粒径对主要裂缝和次要裂缝导流能力的影响。

结果表明，主要裂缝具有较好的导流能力，是主要的油水流动通道;次要裂缝是次要的油水渗流通道。

闭合压力越大，流体粘度越大，支撐剂粒径越小，支撑裂缝的导流能力越差;闭合压力是影响主要裂缝导流能力的主要因素，且相同条件下导流能力陶粒最好，石英砂次之，覆膜石英砂导流能力最差;次要裂缝的导流能力更容易受到损害，受到闭合压力和流体的粘度影响最大。

标签：支撑裂缝;导流能力;渗流通道;闭合压力;粘度引言鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育低渗透—超低渗透—致密砂岩储层，其具有物性差、孔喉结构复杂和非均质性强的特点[1]。

使得该类储层的开发往往需要压裂技术对储层进行改造，因此，大量研究学者对支撑剂性能、压裂工作液及压裂参数对支撑裂缝导流能力进行评价。

1 实验部分1.1实验材料及条件实验所用陶粒、石英砂和覆膜石英砂均为延长油田矿场目前所用支撑剂，粒径为20/40和40/70目两种规格。

实验所用蒸馏水室温条件下密度ρ=0.999g/cm3，粘度m=1.12 mPa·s;所用活性水室温下的密度为0.973g/cm3，粘度为1.35mPa·s。

实验所用破胶压裂液为胍胶破胶液，完全破胶后室温下密度ρ=0.993g/cm3，粘度3.67 mPa·s;所用滑溜水室温条件下密度ρ=0.997g/cm3，粘度为7.42 mPa·s。

实验所用岩心均取自延长油田低孔、低渗砂岩岩心，以保证劈开裂缝为岩心渗流通道;取心长度4.5 cm～5.0 cm，直径2.5 cm左右，经洗油烘干后用岩心切割机造缝，造缝前气测渗透率小于1mD，孔隙度6%～12%，造缝后铺置一定支撑剂在岩心切面，再用热塑胶带固定。

《泥灰岩储层缝网裂缝导流能力优化研究》篇一一、引言随着油气勘探开发的深入，泥灰岩储层因其丰富的资源潜力逐渐成为研究热点。

然而，泥灰岩储层通常具有低孔隙度、低渗透率的特点，导致油气开采难度大。

其中，缝网裂缝的导流能力是影响储层开发效果的关键因素之一。

因此，对泥灰岩储层缝网裂缝导流能力进行优化研究，对于提高油气采收率、降低成本、实现可持续开发具有重要意义。

二、泥灰岩储层基本特征及导流能力分析泥灰岩储层具有以下基本特征：低孔隙度、低渗透率、非均质性强、含有复杂的缝网裂缝系统。

缝网裂缝是指泥灰岩中发育的互相交织的微裂缝，这些裂缝对于流体的流动具有重要作用。

然而，由于各种地质作用的影响，裂缝导流能力常常受到限制。

导流能力是指裂缝在流体作用下所表现出的导通和流通能力。

对于泥灰岩储层而言，导流能力主要受以下因素影响：裂缝的几何形态、填充物性质、流体性质以及地应力等。

这些因素共同决定了裂缝的渗透性能和流通效率，从而影响整个储层的开采效果。

三、缝网裂缝导流能力优化技术研究为了优化泥灰岩储层的缝网裂缝导流能力，可采取以下技术手段：1. 地质工程综合评价：通过综合分析地质资料，评估储层的缝网裂缝发育情况，为后续的导流能力优化提供依据。

2. 裂缝参数优化：针对裂缝的几何形态、填充物性质等参数进行优化，以提高裂缝的渗透性能和流通效率。

例如，可以通过注水试验等方法测量裂缝的渗透率、导流系数等参数，根据测量结果调整裂缝参数优化方案。

3. 地球物理勘探技术：利用地震波成像技术、测井技术等地球物理勘探手段，揭示储层中缝网裂缝的分布规律和形态特征，为导流能力优化提供更加准确的地质信息。

4. 数值模拟技术：利用数值模拟软件对储层进行三维建模，模拟流体在缝网裂缝中的流动过程，分析导流能力的变化规律，为优化提供理论依据。

5. 优化钻井工程：根据地质评价和数值模拟结果，优化钻井工程设计，包括井位选择、井身结构、钻井液选择等，以改善储层的导流能力。

岩石煤系岩石断裂韧性与扩展机制的实验研究与分析岩石煤系岩石在地质工程中起着重要作用。

为了充分了解岩石煤系岩石的断裂韧性及其扩展机制，本文进行了一系列实验研究与分析。

实验结果表明，岩石煤系岩石具有较高的断裂韧性，并且其扩展机制受到多种因素的影响。

在实验过程中，我们选取了一块岩石煤系岩石样本，并进行了断裂韧性测试。

首先，我们采用了一种经过验证的方法对样本进行了前处理。

然后，我们使用万能材料试验机对样本进行加载，并记录了加载过程中的应力-应变曲线。

通过对应力-应变曲线的分析，我们得出了样本的最大应力和韧性指标。

实验结果显示，岩石煤系岩石具有较高的断裂韧性。

这表明该岩石煤系岩石在遭受外部力量时能够较好地抵抗断裂，并在一定程度上保持完整。

这一特性对于地质工程的稳定性具有重要意义。

为了深入了解岩石煤系岩石的断裂扩展机制，我们还对其内部结构进行了断裂面观察。

经过显微镜下的观察，我们发现岩石煤系岩石的断裂面具有明显的断裂纹路。

这些断裂纹路表明，在受力过程中，岩石煤系岩石内部会出现微小的断裂，这些断裂在形成断裂面时起到了关键作用。

进一步的实验研究表明，岩石煤系岩石的断裂扩展机制受到多种因素的影响。

首先，岩石煤系岩石的物理特性对其断裂扩展起到一定影响。

例如，岩石煤系岩石的孔隙度、韧性和强度等特性会直接影响其断裂扩展的方式和速度。

其次，外部应力的大小和作用方式也会对断裂扩展产生重要影响。

根据实验结果，我们发现在不同外部应力条件下，岩石煤系岩石的断裂扩展方式存在差异。

最后，环境因素如温度和湿度等也会对岩石煤系岩石的断裂扩展机制产生一定的影响。

综上所述，岩石煤系岩石具备较高的断裂韧性，并且其断裂扩展机制受到多种因素的影响。

了解和研究这些特性对于地质工程的设计和实施具有重要意义，可以提高地质工程的稳定性和安全性。

未来的研究工作可进一步探索岩石煤系岩石的断裂行为及扩展机制，并推进相关的理论和实践应用。

总结起来，本文基于一系列实验研究，系统分析了岩石煤系岩石的断裂韧性及其扩展机制。

《泥灰岩储层缝网裂缝导流能力优化研究》篇一一、引言随着现代石油、天然气等资源的开发利用，储层导流能力的提升成为资源开发领域的研究热点。

特别是泥灰岩储层，因其特殊的成岩作用和物理性质，储层内存在的缝网裂缝具有极大的储集潜力和生产潜力。

如何对这类储层的缝网裂缝进行有效优化，进而提高导流能力，对于提升资源的开采效率和效益具有极其重要的意义。

本文将对泥灰岩储层缝网裂缝的导流能力进行深入研究，并提出优化策略。

二、泥灰岩储层特征及缝网裂缝概述泥灰岩是一种常见的沉积岩，其内部存在大量的天然缝网裂缝。

这些缝网裂缝不仅提供了良好的储集空间，也成为了流体流通的重要通道。

然而，由于沉积环境和成岩作用的影响，这些缝网裂缝的发育程度和导流能力差异较大，需要通过技术手段进行优化。

三、缝网裂缝导流能力影响因素分析（一）自然因素自然因素中，地层的沉积环境、成岩作用、构造运动等都会影响缝网裂缝的发育和导流能力。

例如，沉积环境的差异会导致缝网裂缝的形态和规模不同，成岩作用的强弱则会影响缝网裂缝的连通性和稳定性。

（二）人为因素人为因素主要包括钻井工程、完井工程、采油工程等对缝网裂缝的影响。

例如，钻井过程中的井眼轨迹、钻井液的性质等都会对缝网裂缝的导流能力产生影响。

四、导流能力优化策略（一）优化钻井工程在钻井工程中，应充分考虑泥灰岩储层的特性，优化井眼轨迹，避免对缝网裂缝的破坏。

同时，应选择合适的钻井液，以减少对储层的影响。

（二）完善井网布局合理的井网布局能够更好地利用储层内的缝网裂缝。

应根据储层的实际情况，合理布置生产井和注入井，形成有效的井网系统。

（三）采用先进的开采技术采用先进的开采技术，如水平钻井、多分支井等，能够更好地开发利用储层内的缝网裂缝。

同时，应采用有效的增产措施，如酸化、压裂等，以提高缝网裂缝的导流能力。

五、研究方法与实验结果本研究采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法。

首先，通过理论分析研究泥灰岩储层的特征和缝网裂缝的发育规律；其次，利用数值模拟软件对缝网裂缝的导流能力进行模拟分析；最后，通过现场试验验证理论分析和数值模拟的结果。