常压页岩气压裂理论与实践

中国常压页岩气区块的地质特征与北美存在巨大的差异，压裂技术可借鉴但不可复制。本书以实现常压页岩气井降本增效开发为目标，对可压性评价技术、射孔工艺技术、多簇裂缝均衡扩展控制技术、配套压裂液体系及工具等近期新研究成果进行了介绍，详细阐述了适合我国常压页岩气藏的水力压裂技术，并介绍了典型施工井案例。本书适合从事非常规页岩气储层压裂的工程技术人员使用。

序
前言
第1章 绪论 1
1.1 常压页岩气的甜度评价技术 1
1.2 常压页岩气的增产潜力分析 2
1.3 常压页岩气的平面射孔技术 3
1.4 常压页岩气的压裂规模优化 3
1.5 常压页岩气的少段多簇压裂技术 4
1.6 常压页岩气的缝内多次暂堵转向技术 4
1.7 常压页岩气的压后返排机理及规律研究 5
1.8 常压页岩气压裂技术的发展趋势 5
1.8.1 压裂增效技术发展趋势 5
1.8.2 常压页岩气压裂降本技术趋势 7
第2章 国内外常压页岩气地质及压裂特征 10
2.1 国外典型常压页岩气区带地质与压裂特征 10
2.1.1 Barnett页岩气地质及压裂井概况 10
2.1.2 Marcellus页岩气地质及压裂井概况 16
2.1.3 Fayetteville页岩气地质及压裂井概况 18
2.2 国内典型常压页岩气区带地质与压裂特征 26
2.2.1 彭水页岩气地质及压裂井概况 28
2.2.2 武隆页岩气地质及压裂井概况 33
2.2.3 丁山页岩气地质及压裂井概况 35
2.3 国内外常压页岩气对比 37
参考文献 39
第3章 常压页岩气甜度及可压性评价技术 41
3.1 常压页岩气甜度评价技术 41
3.1.1 页岩气地质甜度与工程甜度的定义 41
3.1.2 页岩气地质甜度与工程甜度的计算 42
3.1.3 应用实例 44
3.2 常压页岩气可压性评价技术 46
3.2.1 常压页岩脆性指数模型 47
3.2.2 裂缝延伸过程中形成复杂裂缝的可能性 47
3.2.3 复杂裂缝系统内支撑剂运移及铺置的难易程度 48
参考文献 49
第4章 常压页岩气射孔技术 51
4.1 常规簇射孔技术 51
4.1.1 数学模型的建立 51
4.1.2 射孔参数优化 55
4.2 平面射孔技术 62
4.2.1 技术优势 62
4.2.2 射孔枪参数 66
参考文献 66
第5章 常压页岩气多尺度裂缝破裂及延伸机制 67
5.1 常压页岩气单簇裂缝起裂与扩展物理模拟方法 67
5.1.1 物理模拟试验系统 67
5.1.2 物理模拟试验流程 68
5.1.3 典型试样分析结果 70
5.1.4 页岩水力压裂裂缝形态多因素分析 73
5.2 常压页岩气双簇裂缝起裂与扩展物理模拟方法 74
5.2.1 物理模拟试验系统 74
5.2.2 典型试样分析结果 75
5.3 页岩压裂水力裂缝起裂机理研究 81
5.3.1 水力裂缝在井眼围岩本体起裂模型 81
5.3.2 水力裂缝沿天然裂缝破裂模型 82
5.3.3 影响裂缝延伸的关键因素 86
5.3.4 破裂压力影响因素研究 87
5.4 常压页岩气裂缝起裂与扩展数值模拟方法 89
5.4.1 多簇射孔裂缝起裂存在的问题 89
5.4.2 段内多簇射孔非均匀裂缝延伸模拟 93
5.4.3 段内多簇射孔裂缝高度的模拟 94
5.4.4 段内暂堵球压开多簇的模拟分析 98
参考文献 101
第6章 常压页岩气低伤害高效压裂液体系 102
6.1 低伤害高降阻率降阻水体系 102
6.1.1 低伤害高降阻率降阻水体系的适用性 102
6.1.2 低伤害高降阻率降阻水体系添加剂 102
6.1.3 低伤害高降阻率降阻水体系性能 109
6.1.4 降阻水压裂液现场应用 115
6.2 低伤害强携砂胶液体系 117
6.2.1 胶液压裂液的原理 117
6.2.2 胶液压裂液添加剂优化 118
6.2.3 胶液压裂液性能评价 121
6.3 压裂液分段优化及同步破胶技术 126
6.3.1 设计原则 126
6.3.2 压裂液优化设计 126
6.3.3 同步破胶设计 128
参考文献 131
第7章 常压页岩气分段压裂工具 132
7.1 大通径桥塞分段压裂工具 132
7.1.1 国内外技术现状 132
7.1.2 大通径桥塞现场施工工艺 134
7.1.3 大通径桥塞现场应用案例 135
7.2 可溶桥塞分段压裂工具 137
7.2.1 技术现状 137
7.2.2 可溶桥塞整体方案及关键部件结构设计 138
7.2.3 可溶桥塞配套合金材料研制 138
7.2.4 可溶桥塞性能测试 139
7.2.5 可溶桥塞现场应用 140
7.3 延时启动趾端滑套 141
7.3.1 技术现状 141
7.3.2 结构和工艺原理 141
7.3.3 关键技术 142
7.3.4 技术参数 143
7.3.5 关键施工工艺 144
7.3.6 应用案例 144
参考文献 145
第8章 常压页岩气降本增效潜力分析及体积压裂技术 146
8.1 常压页岩气压裂地质模型建立 146
8.2 常压页岩气压裂增产增效潜力分析 146
8.2.1 常压页岩气的增产潜力分析 146
8.2.2 常压页岩气压裂增效途径分析 149
8.3 常压页岩气的降本技术 150
8.3.1 射孔参数优化 150
8.3.2 裂缝参数的优化 153
8.3.3 注入参数的优化 158
8.3.4 压裂液的配方优化 159
8.3.5 支撑剂类型优选 160
8.3.6 山地井工厂多井拉链式压裂 160
8.4 常压页岩气体积压裂参数优化及控制技术 162
8.4.1 压裂施工参数的优化与控制 162
8.4.2 压后返排参数的优化 165
参考文献 166
第9章 常压页岩气典型压裂案例分析 167
9.1 彭水区块典型压裂井案例分析 167
9.1.1 钻完井概况 167
9.1.2 页岩品质评价 168
9.1.3 压裂优化设计 170
9.1.4 现场压裂施工 176
9.1.5 压后评估分析 178
9.1.6 认识 181
9.2 武隆区块典型压裂井案例分析 182
9.2.1 钻完井概况 182
9.2.2 页岩品质评价 183
9.2.3 压裂优化设计 186
9.2.4 现场压裂施工 189
9.2.5 压后评估分析 190
9.2.6 认识 193
9.3 丁山区块典型压裂井案例分析 193
9.3.1 钻完井概况 193
9.3.2 页岩品质评价 194
9.3.3 压裂优化设计 196
9.3.4 现场压裂施工 201
9.3.5 压后评估分析 201
9.3.6 认识 204
9.4 金佛断坡典型压裂井案例分析 204
9.4.1 钻完井概况 204
9.4.2 页岩品质评价 205
9.4.3 压裂优化设计 207
9.4.4 现场压裂施工及效果 209
9.4.5 认识 209
9.5 小结 209
参考文献 210