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国家自然科学基金(51074171): 作品数：16 被引量：610H指数：12; 相关作者：陈勉金衍李庆辉卢运虎侯冰更多>>; 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油大学(北京)中国石油天然气集团公司更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：石油与天然气工程建筑科学经济管理环境科学与工程更多>>

页岩气储层改造有效性分析被引量：4: 2011年; 针对目前美国页岩气成功开发所采用的水平井技术和储层改造技术,总结了水平井水力压裂裂缝起裂机理和地层各向异性对压裂裂缝形态的影响规律。分析表明:页岩地层水平井压裂在低应力各向异性区产生有效的裂缝网络,而在高应力各向异性区产生窄裂缝通道;压裂过程中同时产生主裂缝和垂直于主缝的二级裂缝,两者构成裂缝网络,当井眼轨迹方位与水平最大主应力方向垂直,裂缝网络体积最大;有效裂缝网络的产生要考虑应力干扰的作用,合理的射孔段或者压裂间距可增大产生裂缝网络的机率。这些认识在交叉压裂技术和同步压裂技术得到广泛应用,取得显著应用效果。; 纪宏博李贵长光新军陈勉张旭东卢运虎; 关键词：页岩气水平井储层改造地应力各向异性

基于岩心分析的页岩气压裂工艺参数优选被引量：20: 2012年; 页岩气藏的特异性显著。新的页岩气井压裂改造前要进行室内实验,根据实验结果了解气藏特征,提高开发策略的针对性。采用室内实验和理论分析相结合的方法,对中国和北美主要页岩气储层进行了矿物组成、力学参数、微观成像研究,推导出了适用于页岩压裂的闭合压力和缝宽计算方法,计算了埋藏条件下的页岩脆性指数、闭合压力和缝宽,提出了压裂液体系、黏度、排量和支撑剂类型的优选原则,利用黑色页岩进行了室内模拟压裂。结果表明,岩心分析技术能够为压裂工艺参数优选提供必要支撑,龙马溪组页岩的力学特性与Haynesville页岩较为相似,低黏度、大排量压裂时产生的裂缝网络更加复杂。实例计算表明,根据室内分析方法计算的压裂工艺参数具有较强的实用性,能够提高压裂的效果。; 陈勉金衍; 关键词：页岩气岩心分析岩石力学微观结构压裂参数

页岩气井脆性页岩井壁裂缝扩展机理被引量：39: 2012年; 页岩钻井中井壁失稳是制约页岩气大规模开发的关键技术难题。阐述了页岩井壁稳定技术现状和存在的问题,借助固体力学、断裂力学和界面化学理论,建立了介质润湿特性控制的裂缝扩展模型,提出了基于润湿理论的页岩井壁稳定评价方法。研究结果表明,页岩地层钻井时水基钻井液应减小钻井液界面张力和增大钻井液与岩石的润湿角;油基钻井液应减小钻井液界面张力和润湿角,从而强化井壁围岩强度、防止页岩井壁发生垮塌。页岩地层井壁稳定性尺度效应明显,不同尺度条件下井壁围岩裂缝扩展机制各异。探索不同尺度条件下页岩井壁围岩失稳机制,对页岩气井钻井液设计具有重要的意义。; 卢运虎陈勉安生; 关键词：井壁稳定

页岩气储层岩石力学特性及脆性评价被引量：119: 2012年; 页岩气储层的岩石力学特性对开发影响极大,进行页岩破坏机理、力学特性和脆性评价方面的研究,可以为页岩气钻井和压裂设计工作提供技术支撑。采用室内试验和测井分析相结合的方法,在黑色页岩力学特性研究的基础上,分析了其脆性破坏特征及影响因素,提出了一种利用岩石弹性参数和矿物组成综合评价页岩脆性的方法,并介绍了利用测井资料计算单井脆性剖面的流程。研究表明,页岩普遍具有脆性破坏的特征,破坏类型与页岩种类、取心深度、取心方位和加载条件相关,低围压下标准试样以劈裂式破坏为主,全应力应变曲线经历极短的塑性屈服阶段即发生破坏,高围压时多出现双剪式和单剪式破坏,页岩的脆性与试样的弹性参数和矿物组成关系密切。实例分析表明,脆性特征影响压裂效果,与压裂造缝能力和产气情况吻合良好。综合脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容,也是压裂选层的重要依据。; 李庆辉陈勉金衍侯冰张家振; 关键词：页岩气岩石力学破坏模式测井数据

各向异性地层中斜井井壁失稳机理被引量：41: 2013年; 深部层理性地层井壁稳定性必须考虑地层物理力学性质的各向异性,然而目前井壁稳定设计方面仍粗略地将其近似为各向同性体,使得预测的维持井壁稳定的坍塌压力和破裂压力不能满足安全钻井的需要。笔者在研究层理地层岩石力学特性的基础上,获得了一种考虑地层方向特性的井壁围岩应力分布公式,分析了横观各向同性地层的井壁应力分布特征,建立了新的斜井地层井壁稳定分析模型。研究结果表明,岩石的弹性模量、地应力和地层倾斜度的变化对井壁围岩的应力分布和坍塌、破裂压力均会产生影响,克服了常规各向同性井壁稳定分析模型不能准确预测层理性地层斜井井壁稳定的难题。因此在钻井施工设计当中,须根据地层特性选择合适的分析模型,以更好地指导现场实践。; 卢运虎陈勉袁建波金衍滕学清; 关键词：井壁稳定横观各向同性剪切破坏

含油污泥燃料化处理剂研制及其作用机理研究被引量：23: 2011年; 含油污泥主要有清罐油泥(罐底泥)、隔油池底泥、污水处理厂浮渣以及剩余活性污泥等几类。含油污泥含有油、苯系物、酚类、蒽、芘等具有恶臭味和毒性的物质,是国家明文规定的危险废弃物。另一方面,含油污泥中富含大量烃类,潜在能量大,热值高,平均热值达5 000 kcal/kg以上。经大量室内实验,开发了一种新型含油污泥燃料化处理剂,可处理多种类型的石油和石化行业含油污泥,能使含油污泥迅速破乳,脱去水后的泥渣彼此不粘连,不结块,干燥后的泥渣易于燃烧,还可与燃煤混烧。含油污泥干化物燃后灰渣及与燃煤混烧锅炉排放的烟气均满足我国相关排放标准要求,不会造成额外的环境影响,实现了含油污泥无害化处理与资源化再利用。; 谢水祥陈勉蒋官澄李志勇邓皓王蓉沙; 关键词：含油污泥热值燃料化

页岩气评价直井水力裂缝垂向缝高控制技术研究: 评价直井在页岩气藏开发的早期阶段具有极其重要的作用,控制水力裂缝垂向缝高以准确获取储层段压裂力学及工艺参数,对后期大规模压裂开发页岩气具有关键的参考价值。采用大尺寸真三轴实验从地质力学和岩石力学角度,分析了中国南方部分页...; 李庆辉陈勉金衍; 关键词：页岩气评价井水力裂缝; 文献传递

新型压裂技术在页岩气开发中的应用被引量：62: 2012年; 先进的压裂技术是页岩气藏得到商业开发的关键。目前页岩气藏压裂大多采用水基压裂液,存在清水用量巨大,回收、处理困难的问题。在分析清水压裂的特点和中国压裂条件的基础上,指出页岩气压裂的约束条件和发展方向。通过深入调研国外最新技术,从研发背景、施工工艺、技术特点和应用效果等方面介绍了新兴的混合压裂、纤维压裂、通道压裂、CO2压裂和液化石油气压裂技术,并针对中国页岩气开发现状进行适用性分析。认为清水压裂对于验证中国页岩气可采性和进行试探性开发具有不可替代的作用;新型压裂技术能够不同程度解决清水压裂的现存问题,这些技术的研究和应用价值将在中国水资源匮乏、环境污染严重、设备运输问题的现状和页岩气长期商业开发的实践中日益凸显;分析认为在引进国外技术的同时应加快新型压裂技术的自主研发和试验,这样才能尽早使中国页岩气的成功开发成为现实。; 李庆辉陈勉金衍王明远姜海龙; 关键词：页岩气藏清水压裂

工程因素对页岩气产量的影响——以北美Haynesville页岩气藏为例被引量：77: 2012年; 我国页岩气开发尚处于前期探索阶段,分析国外成功的开发案例具有重要的借鉴作用和参考价值。在对北美Haynesville页岩气藏生产数据进行统计和分析的基础上,总结了工程因素对该页岩气藏开发的影响规律。结论认为:页岩气井水平段长度、压裂级数、加砂量、油嘴尺寸、井底压力和是否采取重复压裂施工对累积产量有显著影响;水平段长度在1 500～1 650m之间、压裂级数12～17级、加砂量1 500～3 000t、油嘴尺寸8～9mm为该地区常用且效果较好的设计方案;井底压力高的区域页岩气产量相应较高,这与井底超压改善页岩脆性、优化压裂效果有关;重复压裂能够显著提高页岩气总产量,作业时机的选择与增产效果关系密切。; 李庆辉陈勉Fred P.Wang金衍李志猛; 关键词：页岩气水平井重复压裂增产效果

Hydraulic fracture initiation theory for a horizontal well in a coal seam被引量：18: 2013年; A series of experiments were performed to determine rock mechanical parameters related to hydraulic fracturing of coal.The effect of confining pressure and pore pressure on the strength of coal was studied.Experimental results show that the coal seam in the study areas has a relatively low elastic modulus,high Poisson's ratio,high fragility and is easily broken and compressed.The coal seam is considered as a transversely isotropic medium,since the physical properties in the direction of bedding plane and orthogonal to the bedding plane vary markedly.Based on the generalized plane strain model,stress distribution for an arbitrarily orientated wellbore in the coal seam was determined.In a horizontal well,hydraulic fracturing was found to initiate in the coal seam mass due to tensile failure,or from cleats due to shear or tensile failure.For those coal seams with abundant natural cleats,hydraulic fracture initiation can be induced by any of these mechanisms.In this study,hydraulic fracture initiation criteria for a horizontal well in a coal seam were established.; Hou BingChen MianWang ZhengYuan JianboLiu Ming; 关键词：煤层自然岩石力学参数各向同性介质孔隙压力

国家自然科学基金(51074171)

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