爆燃压裂油井产能计算模型与增产效果分析

为了进一步提高爆燃压裂工艺设计与效果预测水平及工程应用效果,基于爆燃压裂原理和油藏渗流理论,利用保角变换方法,建立了爆燃压裂油井产能计算模型(包括流体从油藏边界渗流到爆燃裂缝的渗流外阻模型,和流体在裂缝中渗流入井的渗流内阻模型)并编制了计算软件。以低渗油藏油井F31-10井为例,计算、分析了油藏参数和爆燃裂缝参数对爆燃压裂油井增产效果的影响规律。研究结果表明:爆燃裂缝长度、裂缝数量和爆燃裂缝导流能力对油井增产效果有影响,影响程度由大到小依次是爆燃裂缝长度、裂缝数量和爆燃裂缝导流能力;在爆燃裂缝长度和裂缝数量一定的条件下,存在一个最佳的爆燃裂缝导流能力;爆燃压裂后油井增产倍数为1.365~2.115,且增加爆燃裂缝长度和爆燃裂缝数量比增加爆燃裂缝无因次导流能力对增产更有利。      

压裂井组非线性渗流模型求解

精细描述低渗透油藏中流体流速与与压力梯度的非线性关系,是准确计算低渗透油藏压裂井组产量的基础。为此,在描述低渗透油藏非线性渗流特征的基础上,建立了低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型,该模型根据渗流特征将渗流过程分为非线性渗流阶段和拟线性渗流阶段进行计算。利用Taylor展开对非线性数学模型进行线性化处理,建立了有限差分方程组,并编制了计算机求解程序。算例分析表明:采用非线性数学模型计算出的地层中压力和饱和度的分布符合地层实际情况;五点法井网压裂井组注水井的裂缝导流能力会随着裂缝闭合而降低,注水效果变差,导致油井产量降低。研究结果表明,低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型可以较准确地描述低渗透油藏中流体流速与压力梯度的非线性关系,为准确计算低渗透油藏压裂井组产量奠定基础,为低渗透油藏注水开发提供指导。      

超低渗透油藏老井宽带体积压裂缝网参数优化

超低渗透油藏具有储层致密、天然裂缝发育等特征,难以建立有效的注采驱替系统,为提高单井产量,通常采用常规重复压裂,但常规重复压裂仅能增加裂缝长度,提高裂缝导流能力,而不能有效增加裂缝带宽,扩大裂缝侧向波及范围。提出了宽带体积压裂技术理念,即通过在原人工裂缝侧向开启次生裂缝或沟通天然裂缝,增加裂缝带宽,对宽带体积压裂裂缝的合理带宽进行了优化,建立了合理裂缝带宽计算方法,在此基础上采用正交试验方法对主、次裂缝的导流能力,裂缝半长等其他缝网参数进行了优化设计。结果表明:以超低渗透油藏某一井组为例,重复压裂合理裂缝带宽范围为13~46 m,其中G127-160井缝网参数最优方案为主裂缝导流能力0.15 μm2 · cm,裂缝半长140 m,裂缝带宽50 m,次裂缝导流能力0.04 μm2 · cm,在此方案下模拟的重复压裂可控制含水上升速度,显著提高措施累计产油量。该研究为挖潜超低渗透油藏老井裂缝侧向剩余油提供了技术思路。     

低渗透油藏垂直裂缝井产能预测及分析

压裂改造技术在低渗透油藏开发中应用广泛,不同的压裂方案所产生的增产效果也不同。为了达到所预期的增产效果,研究压裂后的产能对优化压裂设计有着重要的意义。为此,根据垂直裂缝井周围地层的渗透特征,建立径向流与双线性流复合的低渗透油藏垂直裂缝井渗流模型,考虑低渗透油藏存在启动压力梯度的影响,推导出了低渗透油藏无限导流裂缝和有限导流裂缝的产能公式,有限导流裂缝产能公式计算的结果与现场数据对比误差小于7%。依据准噶尔盆地某区块的特低渗透巨厚砾岩油藏的基础参数数据,绘制了不同影响因素下的产能曲线,并对曲线进行分析得出:裂缝的导流能力达到一定值后,才能近似为无限导流,否则会产生较大的误差;压裂的各项参数必须与储层条件相匹配,才能在现有的经济条件下达到所预期的增产效果。     

压裂水平井不稳定渗流分析

对三维油藏中压裂水平井流动进行了合理的假设和简化,建立了压裂水平井物理模型,在此基础上建立了三维油藏有限导流压裂水平井非稳态渗流系统模型,用半解析的方法耦合求解出有限导流压裂水平井井底压力及流量分布,并对井底压力特征曲线进行了流动阶段分析.流体在压裂水平井系统中的流动呈现4个流动段特征:裂缝内的径向流、裂缝-油藏双线性流、油藏内的线性流和油藏球形流.裂缝内流量分布受流动时间和裂缝导流能力的影响,流动时间越长,裂缝导流能力越大,裂缝内的流量分布越均匀.压力特征曲线受油藏上下边界条件的影响,对于上下封闭边界的无限大油藏,拟稳态压力导数为一常数,对于上下定压边界的无限大油藏,拟稳态压力导数曲线较无限大油藏提前下掉.图5参16     

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。     

低渗油藏整体压裂数学模型研究与应用

低渗油藏往往存在启动压力,以往的整体压裂数学模型中的相对渗流率计算没有考虑启动压力和支撑裂缝失效的共同影响,通过长期导流能力的实验,回归支撑裂缝导流能力与闭合应力及时间的变化关系式,在此基础上建立了考虑启动压力和水力裂缝长期导流能力的整体压裂数学模型,并对整体压裂模型进行求解,分析了裂缝长度和导流能力对油井产能的影响,模型更能够反映低渗透储层的渗流特征,可用于指导低渗储层的整体压裂优化设计。     

水力压裂油井产能计算模型

利用油藏渗流理论,基于裂缝为有限导流能力,建立了水力压裂油井产能计算模型及其求解方法,并编制软件计算分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明,当裂缝半缝长一定时,裂缝的导流能力对油井IPR曲线的影响较小;而当裂缝的导流能力一定时,裂缝半缝长对油井IPR曲线的影响明显,提高裂缝半缝长能显著增加油井的产量;对于一定的裂缝半缝长,存在最佳的裂缝导流能力。     

低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能模型

针对水力压裂后油井形成的垂直裂缝中不同位置导流能力不同的特点,根据压裂后流体渗流规律 的变化,推导出考虑启动压力梯度影响的低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能预测模型,并分析研究了各 因素对产能的影响。研究结果表明：裂缝导流能力衰减系数对油井产量的影响程度随生产压差的增大而 增强,随裂缝长度的增加而减弱;当裂缝导流能力较小时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越大,油 井产量越低,反之,裂缝长度越短,裂缝导流能力衰减系数越小,油井产量越高。     

桩74断块南区重复压裂技术

油井压裂后,随着开发生产的延续,裂缝由于受污染、堵塞、挤压等因素的影响,其导流能力逐渐降低,从而失去压裂的增油效果,在油层能量和储量没有得到充分发挥的情况下,需进行重复压裂.根据胜利五号桩油田桩74块南区特低渗、高凝固点、高温异常、超深、且第一次压裂后初产高、递减快的油藏特点,对8口经过第一次压裂井的有效渗透率、岩石杨氏模量、泊松比、地应力剖面、地层能量和剩余可采储量进行了客观的评价,认为具备重复压裂的条件.用DST试井、水力压裂模拟和油藏数值模拟方法计算了原裂缝的几何形态,评价了导流能力.确定了桩74块南区重复压裂选井选层的原则,筛选了重复压裂的压裂液和支撑剂,设计出了重复压裂方案,并优选出最优裂缝支撑半长在110～129m之间.按设计方案施工,取得了良好的增油效果,裂缝导流能力较第一次压裂提高了4倍,生产133d后,净收益达到166.9万元.     

Study of the Optimal Timing for Refracturing

Abstract

Refracturing is important for the stimulation of low-permeability reservoirs. Based on the properties of the mechanical and fluid parameters of a reservoir, a model of optimal refracturing timing based on solid-fluid coupling is established, taking account of formation, initial fractures, porous flow, well bore, and fluid properties. Calculations indicate that far-field stress difference, elastic modulus, compressibility, initial fracture, and bottom-hole pressure affect the optimal refracturing timing. The model and conclusions are significant to further understanding of refracturing.     

The Relationship Between the Production Rate and Initiation Location of New Fractures in a Refractured Well

Abstract

A reservoir model and a hydraulic fracture model are combined to describe fluid flow after refracturing to study the influence of initiation location of new fractures on well production. The finite difference method is used to solve governing equations and application software is developed to investigate influences of new fractures on pressure distribution within a flooding pattern and that of initiation location of new fractures on well production. The studies show that different initiation locations of new fractures in refracturing affects pressure distribution, especially around the fracture system. The accumulative well production decreases slowly when the new fracture initiates at the old fracture within 10 m from the well bore but with an increasing rate when 10 m is exceeded. It is suggested that the initiation location of new fractures in refracturing be controlled within 10 m of the well bore with engineering efforts.     

重复压裂裂缝转向机理及储层评价方法

储层的力学特性对重复压裂的裂缝发育有一定的影响.为提高重复压裂的生产效果,利用Comsol有限元分析软件模拟计算,结合流固耦合理论,对地应力偏差等参数进行分析,确定各因素对裂缝转向的影响规律.利用正交试验法,进行多因素分析,确定各因素的影响权重,得到重复压裂裂缝转向距离的预测模型.结合具体区块的岩石力学参数和油层物性参数建立的转向距离与各因素的关系模型和评价图版,对目标区域重复压裂的可行性有着一定的指导意义.     

重复压裂前诱导应力影响新裂缝转向规律

随着重复压裂技术现场应用的日趋成熟,如何产生不同于原裂缝走向的转向新裂缝成为目前重复压裂技术研究的热点问题。由于新裂缝的扩展方向主要由井周应力分布情况控制,重复压裂前初次裂缝、油井生产以及注水影响等因素产生的诱导应力是影响新裂缝形态的主要因素。应用多物理场耦合软件COMSOL建立了重复压裂井有限元模型,分析了重复压裂裂缝转向的机理和影响因素;建立了注水开发区块模型,研究了注水开发中注入水诱导应力的分布规律,以及注水量、注采井网分布等因素对新裂缝转向的影响。研究结果表明:裂缝转向受储层应力状态、油井生产情况和初次裂缝长等因素影响明显;注水井周边会产生应力集中,且在一定的井距下会影响新裂缝转向规律。此研究可以应用于预测重复压裂效果,优化重复压裂的选井选层,并指导现场重复压裂方案设计。     

页岩气井重复压裂选井评价模型研究及应用

为解决页岩气井重复压裂选井问题,针对页岩气井储层断层发育、曲率及裂缝分布复杂等地质特征,引入了多孔弹性应力转向系数、单位压降产量与压力系数、气藏质量指数、归一化拟产量递减率等评价指标,建立了页岩气井适用性较强的重复压裂选井评价模型,并优选了重复压裂候选井。同时,明确了重复压裂工艺试验井挤注、主压阶段暂堵转向工艺技术思路,优化了重复压裂工艺设计参数。该模型应用于涪陵页岩气开发井重复压裂选井中,对优选的候选井进行重复压裂改造,投产初期日产量比原来提高了5～6倍,为涪陵页岩气田长期高效开发提供了技术参考和借鉴。     

重复压裂井产能评价方法研究

由于对重复压裂井原有裂缝失效程度的难以评价,重复压裂井的产能预测常常有很大的误差。为此,根据重复压裂井的压前产量和含水率,拟合了原有裂缝的有效率,在考虑新裂缝和原有裂缝的部分作用情况下,建立了油水两相平面二维的裂缝-油藏数学模型,通过对模型的数值求解,对重复压裂井进行了产能评价。研究表明,在考虑新、老裂缝共同作用下的产能评价方法,能更为准确地预测重复压裂后的生产动态情况,为压裂时机的确定、压后经济效益的预测都具有重要的指导意义。     

大庆油田水平缝重复压裂改造技术

针对大庆油田长垣人工裂缝为水平缝的重复压裂井,以葡萄花油田为研究对象,初步界定了重复压裂选井选层工艺方法;应用试井分析和流动指数方法判断重复压裂时机;经过研究找出了重复压裂井裂缝失效的主要原因。根据裂缝失效的原因,确定了增大施工规模、酸洗裂缝以及多裂缝、开新缝压裂等项改造措施。结合理论研究在葡萄花油田现场试验,取得较好效果。     

重复压裂裂缝周围应力场计算新方法

重复压裂技术是低渗透油田增产增效的主要措施,造裂缝有利于打开储层的油气通道,新裂缝的延伸轨迹一直是压裂设计的核心问题并具有很大难度。从力学角度分析,裂缝的延伸主要受周围应力的控制,为此,考虑初次人工裂缝内流体的可压缩性,引入流体压缩因子,建立了初次人工裂缝诱导应力场模型;根据势的叠加原理,建立了重复压裂井周围孔隙压力模型,根据W right的多孔弹性理论,计算了孔隙压力诱导应力场;考虑温度的影响,建立温度诱导应力场模型,根据线性叠加原理计算重复压裂前总应力场,给出裂缝转向的力学条件。计算了受3口水井影响的1口油井周围应力,其理论计算结果与现场实测结果吻合较好。     

低渗层重复压裂的油藏数值模拟研究

采用黑油模型，研究了在低渗地层的五点注采井网中，不同储集层渗透率和油井不同含水率下，重复压裂的裂缝穿透率和导流能力等对采油动态的影响。研究表明，重复压裂的效果在很大程度上取决于复有原有裂缝和地层的认识上，对具有一定可采储量地层重复压裂时，如果集集层的渗透性较差，应以增加裂缝的穿透率为主，若储集层的渗透性较好，则应主要增加裂缝的导流能力；无因次裂缝导流能力是影响复压生生产动态的一项实质性因素。