带形油气藏中水平井方向优选研究

在对比分析齐成伟导出的带形油气藏中纵向双分支水平井和横向水平井拟三维产能公式的差异后,提出了"纵横阻力比"的概念。在笛卡尔直角坐标系中,以穿透比为X轴,以长宽比为Y轴,以纵横阻力比为Z轴,可以绘出纵横阻力比曲面图。观察纵横阻力比曲面发现其只在局部是光滑的,在长宽比较大时呈现出急剧的震荡。同时,得出重要结论——在带形油气藏中,横向水平井的产能远小于纵向水平井。分析齐成伟导出的带形油气藏中裂缝外渗流场之复势公式,认识到约有3/4的石油将流入纵向水平井两端,造成水平井中部石油难以采出。当油气藏长宽比较大,需要采用纵向双分支水平井时,两分支之间的石油可以通过交替关闭一个分支来采出,但每条分支生产段中部的石油仍然难于采出。于是,得出另一重要结论——在带形油气藏中,纵向水平井的采收率远小于横向水平井。     

复杂边界油气藏中水平井的产能公式——齐成伟公式的应用范围研究

【问题】针对复杂边界油气藏中分支水平井的产能预测问题进行了深入研究。【方法】根据齐成伟建立的圆形油气藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式,【结论】得到了扇形油气藏中水平井的拟三维产能公式;【方法】根据齐成伟建立的带形油气藏中横向水平井拟三维产能公式,【结论】得到了带形油气藏中项壁横向水平井的拟三维产能公式;【方法】根据齐成伟建立的带形油气藏中纵向双分支水平井拟三维产能公式,【结论】得到了带形油气藏中（单分支）水平井、半带形油气藏中顶壁纵向水平井、半带形油气藏中离壁纵向水平井的拟三维产能公式。【意义】该研究拓展了分支水平井拟三维产能公式的应用范围,丰富了产能预测理论。     

复杂边界油气藏中水平井的产能公式——齐成伟公式的应用范围研究

针对复杂边界油气藏中分支水平井的产能预测问题进行了深入研究。将圆形油气藏径向等分,即将齐成伟建立的圆形油气藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式中的Q替换为nQ后,得到了扇形油气藏中水平井的拟三维产能公式。将带形油气藏纵向等分,即将齐成伟建立的带形油气藏中横向水平井拟三维产能公式中的b替换为2b、L替换为2L、Q替换为2Q后,得到了带形油气藏中顶壁横向水平井的拟三维产能公式。将带形油气藏横向等分,即将齐成伟建立的带形油气藏中纵向双分支水平井拟三维产能公式中的Q替换为2Q后,得到了半带形油气藏中离壁纵向水平井的拟三维产能公式;进一步将si替换为0、so替换为L/2后,得到了半带形油气藏中顶壁纵向水平井的拟三维产能公式。     

带形地层水平井开采流入分布实验研究

水平井的流入分布问题,关系到完井优化中的变密度射孔,值得深入研究。为此,深入研究了齐成伟导出的带形地层内横向裂缝和纵向双裂缝的流入分布公式,发现纵向单裂缝的流入分布公式与横向裂缝的流入分布公式在形式上呈现出惊人的对称性。通过齐成伟提出和设计的喷泉实验测得了带形地层内横向和纵向水平井的流入分布,并得出重要结论:裂缝流入分布公式仅在"‘生产段长度’/‘地层厚度’1"且"‘生产段长度’/‘地层宽度’→1(横向井)或大于1(纵向井)"情况下才可以作为带形地层内横向或纵向水平井流入分布的有效近似计算;偏心率对流入分布的影响不大。该结论为完井优化中的变密度射孔研究提供了依据。     

低渗气藏中分支水平井的产能预测公式

深入应用共形映射理论后,分支水平井拟三维产能公式得到了进一步的研究。这主要表现为弯曲造斜段不生产被引入到圆形油藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式的架构过程中和带形油藏中分支水平井拟三维产能公式的导出。本文采用齐成伟的环形裂缝群复势通式,重复陈小凡等人的推导过程,得出了低渗气藏中分支水平井的产能预测公式。该预测公式在仅有一条分支时可以严格退化为陈小凡等人的低渗气藏水平井产能修正公式。最后,笔者建议将陈小凡等人的低渗气藏水平井产能修正公式推广为适用于齐成伟等人描绘的带形低渗气藏的横向和纵向双分支水平井的产能预测公式。     

带形油气藏中纵向双分支水平井产能计算公式

分支水平井因其具有单井产量高、采出程度高、经济效益好的优势,广泛地运用于低渗透油气藏、页岩气开发.利用齐成伟推导的带形油气藏中纵向双分支水平井的拟三维产能公式,推导出裸眼完井、割缝衬管完井、砾石充填完井方式下的纵向双分支水平井的拟三维产能公式.建议对带形油气藏中横向水平井在各种完井方式下的拟三维产能公式进行研究,并开展对推导的不同完井方式下的拟三维产能公式进行精度和准确性研究.     

断块油气藏中水平井的产能预测研究

针对断块油气藏中分支水平井的产能预测问题,以圆形油气藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式为基础,得到了扇形油气藏中水平井的拟三维产能公式;以带形油气藏中横向水平井拟三维产能公式,带形油气藏中纵向双分支水平井拟三维产能公式为基础,得到了带形油气藏中顶壁横向水平井的拟三维产能公式和带形油气藏中(单分支)水平井、半带形油气藏中顶壁纵向水平井、半带形油气藏中离壁纵向水平井的拟三维产能公式.此研究拓展了分支水平井拟三维产能公式的应用范围,丰富了产能预测理论.     

分支水平井产能预测公式新体系

为探讨用拟三维产能公式预测分支水平井产能的应用范围,分析并阐述了圆形地层中辐射状分支水平井拟三维产能公式在扇形地层中的应用,以及带形地层中横向和纵向双分支水平井拟三维产能公式在相应变化情况下的应用,形成了分支水平井拟三维产能公式体系     

分支水平井产能公式的精度分析

为了得到更为先进的分支水平井拟三维产能公式,运用共形映射理论将分支裂缝群模型推广为环形裂缝模型.当生产段完全穿透带形地层时,带形地层中横向水平井拟;维产能、公式的精度与由直线井群得出的精确产能公式差别微乎其微,从而进一步论证了拟三维产能公式的预测精度.当裂缝收缩到接近零而又不等于零时,环形裂缝群复势通式可以近似退化为环形井群复势通式,但不能严格退化;当生产段完全穿透带形地层时,带形地层中横向水平井拟三维产能公式是相当精确的.建议采用水电模拟实验评估分支水平井拟三维产能公式的精度.     

带状高含硫气藏分支水平井拟三维产能预测研究

根据气相渗流与液相渗流的相似原理和Roberts气体相对渗透率与含硫饱和度关系,著名的齐成伟公式被成功改造为带状高含硫气藏中分支水平井的拟三维产能预测公式。根据齐成伟公式的高含硫气藏修正公式,分析硫沉积量和渗透率各向异性系数对产能的影响规律后,取得了硫沉积量对产能的影响大于渗透率各向异性系数、相同井和生产段长的情况下,纵向井产能大于横向井,且两者差值随着含硫饱和度的增大或渗透率各向异 性系数的增大而减小;在带状高含硫气藏中宜打纵向双分支水平井的重要认识。     

考虑应力场变化的水平井压后产能计算方法 ——水平井井筒沿最小主应力方向

低渗、特低渗油气藏水平井的分段压裂产能模拟计算，一般不考虑储层应力变化对裂缝形态的影响，计算误差较大。将二维诱导应力场计算模型与预估的每段分压时间间隔相结合，计算已存在的人工裂缝对应力场变化的影响，预测后续压裂人工裂缝形态，并根据预测结果建立地质模型，采用三维三相黑油模型计算水平井压后产能，从而建立了考虑人工裂缝存在时应力场变化后的水平井分段压裂产能计算方法。结果表明，在考虑应力场变化时，人工裂缝形态会发生明显变化，由预期的横切裂缝，变成类似于“T”形的人工裂缝，且横切缝部分会远离预定的射孔位置。JM 油藏实例分析得出，考虑8 条横切裂缝存在时水平井产能与不考虑应力场变化时所计算的产能相比， 5 年末的累计产量相差5.6%，验证了进行水平井分段压裂产能计算时考虑实施过程中应力场变化的必要性。     

分支水平井产能方程式研究进展

分析了分支水平井的7个典型产能方程式。对比发现,王卫红、李璗方程式均为程林松方程式的特例;蒋廷学方程式比程林松方程式更加准确。通过理论分析和实例运算,验证了齐成伟方程式在外部渗流阻力部分的重要突破。进一步分析发现,齐成伟方程式的外部渗流阻力部分自相容,科学严谨。最后,考虑到各种附加阻力,得出了完整的产能方程式。     

水平井油藏内三维势分布及精确产能公式

过去常利用保角变换、等值渗流阻力以及Ｊｏｓｈｉ等人的方法研究水平井的产能公式。由于简化和回避了油藏中水平井的三维渗流本质,这些方法缺乏严格可信的理论基础。提出以三维渗流为前提的水平井产能评价研究方法,并给出它的一些应用。首先建立均质、各向异性油藏中线源水平井速度势方程,然后利用Ｇｒｅｅｎ函数方法分别导出水平无限大和底水驱油藏中水平井的三维势分布。在此基础上建立了一组新的水平井产能公式,这些公式的精度明显高于一些对三维流动简化后所得到的近似公式,后者往往低估了水平井的产能。此外,讨论了水平无限大油藏中势分布的某些重要特征,从理论上证实了水平井适应于垂向渗透性好的薄油层的开采。图１参１０（张望明摘     

低渗透应力敏感气藏压裂井产能分析

应用保角变换原理,将平面垂直裂缝气井的渗流问题转化为易于求解的一维带状渗流问题。基于Forchheimer二项式渗流方程,考虑启动压力梯度和渗透率应力敏感性的影响,推导得到低渗透应力敏感气藏中垂直裂缝井的产能公式,并简化得到低压、高压条件下的产量公式。用现场数据对公式进行验证,并绘制分析了理论产能曲线。结果表明:启动压力梯度和应力敏感性会影响压裂井的产能,压裂气井的产量随着启动压力梯度或者应力敏感性的增加而降低;当气井高产时,必须考虑非达西渗流效应。     

特低渗透油藏水驱规律及最佳驱替模式

为了进一步改善特低渗透油藏开发效果，提高水驱采收率，通过大量特低渗透油藏水驱开采特征研究，揭示了特低渗透油藏的水驱规律：在注水开发过程中，特低渗透油藏会首先沿现今最大水平主应力方向注、采井间开启注水动态裂缝，随着注水压力的升高，或将开启与之成最小角度的注采井连线方向裂缝，导致注入水沿裂缝方向注采井无效循环，造成油藏水驱开发效果很差。等值渗流阻力法计算结果也证明了面积驱替径向渗流转为裂缝线性侧向驱替平行流后可大大降低渗流阻力。由此提出了“沿现今最大水平主应力方向注水动态裂缝线性注水、侧向基质驱替”的井网转换模式。井网模式的转换避免了注水动态裂缝导致的注入水无效循环，消除了动态裂缝对储层非均质性的影响，减小了渗流阻力，扩大了水驱波及程度。现场应用效果显著，单井产能增加了一倍，平面波及系数提高了43.2%，水驱采收率提高了19.3%。     

特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价

通过物理模拟研究了特低渗透油藏压裂水平井产能与裂缝产能之间的关系、裂缝产能分布规律以及裂缝数量与水平井产能的关系。利用数值模拟方法,研究了压裂水平井开发特低渗透油藏技术,对压裂水平井的水平段长度、裂缝数量、裂缝间距进行了优化设计。研究表明,特低渗透油藏压裂水平井的水平段长度越短,阶段采出程度越高,含水率上升越慢,即水平段长度不宜过长;建立了固定裂缝间距和井排距时不同裂缝数量压裂水平井相对累产油和相对采出程度对比图版。重新认识了特低渗透油藏压裂水平井渗流机理。     

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文章对水平压裂气井的渗流过程进行了分析，将气体从地层流入水平井底的压降分为三部分：一是气体从地层基质流入到裂缝，通过复位势理论和势的叠加原理得出了有关产能的压降方程；二是从裂缝流入到水平井段，通过对裂缝微元体的分析，得出有关裂缝参数的产能压降方程；三是气体从水平井段指端流入水平井段跟端，通过动量定理得出考虑井筒摩擦等影响因素的产能压降方程。根据得出的这三部分压降方程，考虑各部分间的连接条件，得出了含多条垂直裂缝的水平压裂气井的产能预测模型，通过编程求解了该模型，并分析了裂缝半长、裂缝条数以及裂缝在水平井筒中的位置对水平压裂气井产能的影响，从而为压裂后的产能评价及压裂井的优化设计提供了可靠的理论基础。     

水平井酸化后产能公式推导及应用

在利用水平井开发油气过程中,井筒附近往往存在渗透率较低的污染带,而通过酸化能够增大该污染带的渗透率,但此时油气井的产能将发生较大变化,因此准确预测酸化后的水平井产能十分重要。 以水平井渗流原理为基础,将水平井的三维渗流简化为 2 个二维平面渗流,利用面积等值原则、保角变换方法、复势理论以及等值渗流阻力法推导出了水平井酸化后的产能计算公式。 通过实例分析和对比,发现利用本文公式和其他常规水平井产能公式计算出的产量均比实际产量低,但本文公式的计算结果与实际产量的相对误差最小,对水平井酸化后的产能预测具有一定的实用性,可为水平井酸化后的产能预测及动态分析提供新的研究思路。