页岩气压裂弯管中液固两相流冲蚀磨损的数值模拟

为了研究超高压水力压裂下支撑剂颗粒进入弯管后冲蚀磨损区域的变化特性。基于液-固两相流理论、Fluent冲蚀模型建立弯管冲蚀模型,结合弯管内流场分析颗粒运动轨迹,引入斯托克斯数（St）探究冲蚀磨损区域变化,并进行数值分析。研究结果表明:弯管中冲蚀磨损发生区域有5处,主要严重区域有3处,弯管流场会改变固体颗粒数量及对壁面冲击动能与运动轨迹,St变化会明显引起冲蚀磨损区域的规律性变化;随着St从0~1至St>1变化,弯管段内壁面外侧（液体进入弯管后的正对区域）与直管段靠近弯管段的侧方区域的冲蚀磨损情况呈现“此消彼长”的规律性差异;管径越小,最大冲蚀速率的增长幅度越明显,增大管径,是减小冲蚀磨损的有效途径。研究结果对压裂弯管的改进设计及管道安全防护具有指导作用。     

穿层钻孔煤巷条带水力压裂增透防突技术试验研究

针对突出煤层巷道掘进中瓦斯治理难题,打通一矿采用了穿层钻孔水力压裂增透防突技术。基于弹性理论和拉应力破坏准则,建立了穿层钻孔煤巷条带水力压裂起裂压力计算模型;在W2706S回风巷的底板瓦斯抽采巷中进行了压裂试验,考察了压裂前后瓦斯抽采效果。现场试验结果表明,压裂后掘进巷道瓦斯抽采量呈现先快速增加、后缓慢上升并保持稳定的变化规律;压裂后穿层钻孔单孔瓦斯抽采量、瓦斯抽采浓度分别是压裂前的1.24～5.61,1.4～2.27倍,W2706S回风巷平均每月的掘进速度增加了34.1%;掘进期间未出现超标现象,穿层钻孔煤巷条带水力压裂增透消突效果显著。     

高瓦斯低透气性煤层水力压裂数值模拟研究

针对高瓦斯低透气性煤层,采用RFPA2D-Flow软件,对水力压裂进行了数值模拟研究,再现了水力压裂过程中压裂孔周围裂纹的生成和扩展、渗透性和应力的变化。模拟结果表明：压裂过程中,裂纹规模和剪应力随着注水压力的不断增加而增大,并且剪应力的增加随着钻孔周围裂纹的扩展不断远离压裂孔,压裂孔周围的渗透性有了很大程度的提高,最大主应力和最小主应力随着注水压力的增加而减小。水力压裂的模拟结果对煤矿高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采工作具有很重要的指导意义。     

苏里格气田压裂返排液的处理及循环利用技术

针对苏里格气田压裂返排液的特点,形成一套以"微生物降解—化学氧化"、"屏蔽-沉淀"、"混凝-沉降"、"交联抑制"为特色的返排液处理技术,处理后水质清澈透明、无异味,满足重复配液需求。开发了一套模块化多功能处理装置,可满足不同的返排液处理需求,灵活方便、可靠性强、效率高,处理能力最高达300m~3/d。该技术已在苏里格区域全面推广应用,取得了良好的社会经济效益。     

胍胶压裂返排液高效处理技术在苏里格气田的应用

针对目前苏里格气田现场压裂返排液处理工艺复杂的情况,优化设计了"降黏—絮凝—气浮—压滤—精滤—回用"六步法压裂返排液在线处理工艺,可实现压裂返排液边返排边连续在线处理。处理后的液体可回用复配压裂液,再配液基液黏度、挑挂性能、交联时间等满足压裂作业现场连线混配施工要求,耐温耐剪切性能良好,满足携砂要求,具有工业化应用前景。     

页岩气开采水力压裂返排水中化学污染物的组成特征

伴随全球页岩气规模化开发,相关的区域环境问题引起了学界和公众的持续关注.页岩气开采与区域水资源息息相关,水力压裂不仅消耗大量水资源,而且产生返排废水,成分复杂,含数以千计的化学物质.因此,有关返排水中有机单体的相关研究越来越受关注.本文系统总结了近年来的相关文献和成果,重点论述了压裂返排水中有机污染物的来源、种类、浓度...     

掘进面多级气相压裂卸压抽采防突研究

为解决煤层赋存条件复杂、煤体渗透率低、部分区域突出易发性高等问题,提出运用多级气相压裂的方案在阳泉矿区新元矿31004工作面辅助回风巷与进风巷进行压裂试验,以考察其卸压增透效果;在试验巷道的不同区段实施单孔压裂和双孔压裂,并采用"压裂抽采"和"压后即掘"2种工作循环方式进行试验;基于对多项抽采参数的实测结果,从多角度评...     

页岩气体积压裂过程中套管失效机理研究

为了研究体积压裂过程中套管失效问题,基于页岩气水平井X-1h钻完井资料,提出了微地震数据反演方法,并结 合岩石断裂力学和岩石损伤力学,建立了X-1h体积压裂地层-多簇射孔-套管有限元模型。有限元结果表明:体积压裂范 围内的地应力场发生明显变化,甚至出现“张应力”区和“零应力”区的应力反转现象,该特征将不同程度地使套管在 地层中出现“悬空”状态,导致套管沿其径向产生一定程度的挠度变形,沿轴向套管呈现“S”型变形。适当增加压裂 段与段之间的间距,缩短多簇射孔压裂段的有效长度,可以有效地降低或控制水平段套管的“S”型变形量。该研究方 法和研究成果为体积压裂技术的套管变形失效控制以及页岩气安全生产提供了理论依据。     

综合水力压裂技术在丁集矿的应用分析

水力压裂技术被广泛应用于煤层增透及煤岩体结构改造。针对常规水力压裂注水压力大、压裂操作时间长等问题,提出综合水力压裂技术,先对穿层钻孔的煤层段进行高压旋转水射流割缝扩孔,再对扩孔后的钻孔进行水力压裂。阐述了水力压裂的过程及机理,介绍了综合水力压裂的工艺流程。现场应用表明,相对于常规水力压裂,综合水力压裂能够缩短压裂所用时间降低裂隙起裂压力,对提高瓦斯抽放效果具有一定的促进作用。     

水力压裂施工污染源分析及防控建议

文章通过结合水力压裂施工及工艺特点,分析了水力压裂污染源及可能造成的伤害:水力压裂对油层造成伤害、施工不当引起的相邻水层的污染以及对环境的污染。认为需要重视水力压裂带来的潜在问题,应在技术方面完善、改进,减少对储层及环境的污染与危害;我国在水力压裂法律方面应加快完善相应法律、法规;还应建立完整的监管体系,管控水力压裂存在的污染风险,减少污染危害,水力压裂才能可持续发展。