基于油藏-裂缝耦合的低渗油藏水井压裂数值模拟研究

利用油藏-裂缝耦合技术,采用对水力压裂裂缝进行矩形网格剖分、与油藏连接处进行PEBI网格剖分相结合的方法,建立油、水两相三维油藏裂缝数值模拟器。利用此数值模拟器,模拟研究了不同条件下水井压裂对注采井组整体开发效果的影响,并利用正交方差分析方法对水井压裂增注效果的主要影响因素进行了显著性评价,提出了适合进行水井压裂增注的油藏条件。以江苏油田HIO低渗透断块油藏为例,提出综合效果评价参数,对实际 际油藏注水井压裂参数设计进行了优化。研究结果为低渗透油藏注水井压裂设计和增注效果评价提供了一种研究手段,对于提高低渗透油田注水效果具有实际意义。
     

转向压裂工艺在长庆油田的适应性分析

长庆油田超低渗透油藏所占比例较高,常规压裂增产幅度有限,为探索提高单井产量的新途径,进行了裂缝转向研究及试验。通过综合分析及现场试验,分析了水力压裂裂缝转向的应力变化条件和诱导储层地应力发生变化的因素,认为诱导储层地应力发生变化的主要因素为采油井生产、注水井注水及水力造缝等。结合长庆油田老井重复压裂、新井储层压裂改造的实际需要,分析了转向压裂工艺对长庆油田老井、新井储层改造的适应性。结果表明:老井由于多年的注水井注水、采油井采油使得地应力发生了较大的变化,在一定条件下能够满足裂缝转向对储层地应力变化的要求;对于新井,储层地应力变化较小,裂缝转向难度大。     

前梨园洼陷深层低渗透油藏井网优化技术

针对东濮凹陷前梨园洼陷西坡深层低渗透异常高压油藏开发中存在的问题 ,以获得良好的经济效益与开发效果为目标优化设计注采井网 :考虑渗流阻力损耗的地层压力 ,通过数值模拟确定井网密度 ;考虑压裂裂缝对深层低渗透油藏注水开发的影响 ,引入地应力研究成果 ,建立水力压裂油藏模型优化设计注采井网。对 2个深层低渗透新建产能区块的井网和 4个开发单元的注采调整的优化获得显著效果 ,实现了高效注水开发 ,3a累计增产原油 62 .8× 10 4 t。图 4参 18     

低渗透砂岩油藏水井压裂参数优化数值模拟研究

利用油藏-裂缝耦合方法,建立了一种油、水两相三维油藏裂缝数值模型,采用对裂缝进行矩形网格剖分、与油藏连接处进行PEBI网格剖分相结合的方法,可以实现对不同井网条件下生产井压裂效果进行数值模拟研究。以胜利油田史深100低渗透断块油藏为例,在反九点法井网条件下,提出综合效果评价指标,对注水井压裂参数设计进行了优化计算。研究结果为低渗透油藏注水井压裂设计和效果评价提供了一种研究手段,对于提高低渗透油田注水效果具有实际意义。     

特低渗透油藏定面射孔压裂技术研究与应用

安塞油田长6特低渗透油藏注水开发多年，水驱前缘已经波及储层高渗透带，大量剩余油分布于储层纵向低渗段。为开发低渗段剩余油，采用定面射孔压裂技术，利用定面射孔形成垂直于井筒轴向的扇形应力集中面，引导水力裂缝沿井筒径向扩展，控制裂缝纵向延伸，实现低渗段剩余油挖潜。在研究长期注采条件下的剩余油分布及岩石力学参数变化特征的基础上，模拟分析不同定面射孔相位角下的裂缝起裂效果，根据裂缝融合面积优选出最佳射孔相位角；同时，根据较小应力差条件下的裂缝模拟结果，优化压裂改造参数，控制裂缝高度。安塞油田78口井长6油藏开发中应用了定面射孔压裂技术，平均单井增油量达1.8 t/d，是常规压裂的2倍以上，取得了较好的效果。研究与应用表明，定面射孔压裂技术可为特低渗透油藏低渗段剩余油挖潜提供新的技术手段。      

低渗油藏水力压裂裂缝长度优化研究

低渗油藏在进行压裂改造时,由于其渗流规律复杂和井网形式不规则,常规模拟压裂裂缝长的方法不再适用。因此提出了PEBI网格模拟和经济评估相结合的水力裂缝长度优化方法。该方法将油藏数值模拟中的新型网格结构——PEBI网格应用到水力裂缝长度优化设计中。实现了不规则井网条件下水力裂缝的准确模拟．并证实了PEBI网格模拟水力裂缝相对于常规直角网格的优越性;同时从经济角度优化裂缝的长度。通过实例对产油量、含水率以及采出程度的对比分析．表明运用该方法能确定水力裂缝的最佳长度。     

致密砂岩油藏水平井分段压裂布缝与参数优化

针对鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏五点法联合注采井网的特点,为实现储层改造并控制水窜,对水平井分段压裂的布缝方式和裂缝参数进行了研究.基于水电相似原理,对联合注采井网不同压裂方式进行了电模拟试验,优选了压裂方式及裂缝展布形态;采用油藏数值模拟方法对分段压裂的具体参数进行了优化.电模拟试验结果表明,分段压裂比传统双翼压裂的低压区面积增大36.4%、产能提高72.5%,纺锤形布缝方式最适于五点法联合注采井网;油藏数值模拟结果表明,当裂缝端部连线与油藏边界夹角为23.2°、段间距为92.7 m、裂缝导流能力为15 D·cm时最优.根据研究结果进行了 YP-8 井的压裂设计,压裂后初期日产液量22.66 m3、日产油量18.11 t,投产至今生产基本稳定.研究结果表明,水平井分段压裂采用纺锤形布缝方式,可有效改善近井区域的渗流状况,获得较高的产能,并可均化油藏压力分布,防止过早水窜.      

低渗透油藏中不同压裂注采井网非稳态产量计算分析

在井网压裂基础上进行注水,可以有效改善流场,增大泄油面积,是开发低渗透油藏的重要手段。快速准确预测低渗透油藏注水开发产量可以为开发优化设计奠定基础,但低渗透油藏注水开发呈现非稳态、非线性渗流特征,基于达西定律形成的油藏工程方法并不适用。本次研究通过流场分析,来划分等效流动单元,并在此基础上考虑了油水两相渗流启动压力梯度,采用流线积分法建立了不同压裂注采井网的水驱非稳态产量解析计算方法。与物理模拟及数值模拟相比,计算方法更简单,计算速度更快,可以为低渗透油藏压裂注采方式优选及注水开发对策制定提供手段。采用本方法计算并剖析了启动压力梯度、压裂注采方式及裂缝长度对油井生产动态的影响,结果表明：启动压力梯度增大了渗流阻力,与不考虑启动压力梯度相比,油井产量更低;受流动单元控制,不同压裂注采方式的增产效果及见水时间完全不同,同时压裂注采方式的增产效果最好,能够增产3.1倍,但见水时间仅为24个月;随着压裂缝长增加,油井产量越高,但当缝长超过最佳长度,增油效果不明显。     

低渗透油藏仿水平井压裂参数优化研究

为提高低渗透油藏储层动用程度,可采用仿水平井(直井大型压裂)注水开发技术,但地层参数与压裂参数对仿水平井注水开发的影响有多大尚不清楚,为此,以胜利油田某区块地质数据及生产动态为基础,建立随机模型,对影响仿水平井的主要因素进行研究。主要运用单变量法和正交试验设计方法设定不同的注采参数方案,利用数值模拟技术预测各方案对应的开发指标;通过极差、方差分析,研究了地层渗透率、原油黏度、裂缝角度、裂缝半缝长、裂缝与地层渗透率倍数等对开发效果的影响。研究表明应用仿水平井注水开发效果理想。     

海上低渗透油藏开采能量保持方法研究

针对海上低渗透油田开发过程中出现的"高速开发"与"注采不平衡"之间的矛盾问题,研究确定了可控因素,包括控制指标的低限设计、控制指标的高限设计和水质指标设计,并对吸水能力变化进行了预测。结果表明,实现有效注水保持地层能量与油藏地质条件、水质、注水井井型、注采井网、完井设计等因素相关。通过设计和分析,认为海上低渗透油藏能量保持可以考虑3种办法:采用水平井注水,增加注水井筒长度提高注水量;注水井多级压裂,增大泄流面积提高注水量;调整注采井网,增加注水井点增加注水量。     

水力压裂裂缝方向对油井含水动态的影响

水力压裂是油井增产、水井增注的重要措施，特别是在低渗透油气田，它已成为油田开发不可替代的关键技术。对于注水或天然水驱油藏，水力压裂后油井生产动态受多因素控制，文中通过数学分析方法，重点对裂缝方向与井网、井排、油水边缘的相互关系对压后油井的含水变化的影响进行研究，给出裂缝方向对压后油井产量、含水动态的影响。对完善压裂设计及提高压裂效果具有指导意义。     

水力压裂后合理投产方式研究

研究主要分压后尽早返排的理论依据及现场措施；排液后合理工作制度研究及压后配套油藏管理措施3部分。如能同时落到实处，必能最大限度地发挥水力压裂的应有潜力，更好地为油田的稳油控水和各种综合治理服务。 文中对此作了系统论述，并给出矿场实例分析。实例结果表明，通过检泵或换泵（相当于放大生产压差），确实可以起到稳油降水效果。     

低渗油气藏水力压裂理想水驱波及范围预测新方法

低渗难采油气藏大多生产井、注水井措施效果差,根本原因在于储层间未建立起有效驱动体系,从而导致剩余油气采出程度低。基于注水开发过程中水力压裂水驱波及范围判别精度不足的实际,在精细油气藏地质建模的基础上,结合储层岩样岩石力学实验,对松辽盆地某油气田单井井筒周围0°～360°范围内可能产生的压裂缝开展定量化预测,提出一种水力压裂后理想情况下水驱波及范围计算的新方法和水驱D指数曲线的概念,对现有技术条件下压裂后水驱波及可达到的理想范围进行了预测。这将为注水开发中后期储层改造,提高剩余油气采出程度提供较为重要的科学依据。     

大规模压裂注水开发一体化技术在特低渗透油藏的应用

X油田特低渗透油藏储层平均埋藏深度2 300 m,平均渗透率仅为2.1 mD,在开发过程中多数断块单井日注水低于15 m3,采油速度低于0.3%,严重制约该类油藏的规模上产。为实现该类储层的有效注水开发,引入了大规模压裂技术,在对大规模压裂提高单井产量及缩小注采井距主要机理研究的基础上,进行了压后水驱动态模拟,确定了大规模压裂井具有初期产量高、注水受效快、见效后含水上升快的水驱开发特征。针对压后水驱开发特征,提出了“邻井错层、隔井同层”的压裂方式及压后提压与周期注水相结合的注水能量补充方法。研究表明:大规模压裂技术可使单井产量提高至常规压裂的2.0倍,通过压裂设计及注水补充能量方式的优化可使水驱采收率提高至26%,实现了特低渗透油藏的有效注水开发。     

长庆油田宽带压裂储层产能模型及渗流规律研究

长庆油田超低渗透油藏具有储层致密、物性差和非均质性强等特征,采用宽带压裂技术提高了开发效果,实现了增油降水的目的,但目前仍缺乏理论产能模型,存在对水驱机理认识不清的问题。为了准确评价长庆油田宽带压裂改造的增产作用,进一步揭示油水渗流规律,基于油水两相流体的流动形态,将注水井的渗流物理场划分为主裂缝内线性流、宽带区椭圆流和基质区圆形径向流等3个区域;根据等值渗流阻力法,建立了菱形反九点井网宽带压裂非达西渗流的产能模型;以实际井组为例,采用数值计算方法,计算分析了宽带区的带宽及等效渗透率对井网产能的影响,探究了日产液量的变化规律。研究结果表明,宽带压裂技术可显著提高井网的日产油量、采出程度和日产液量,可扩大侧向波及体积,改善水驱的均匀性,提高井网的产能。该研究成果为油田现场优化宽带压裂技术应用提供了理论支持。      

考虑解吸扩散的页岩气藏气水两相压裂数值模拟

水力压裂是实现页岩储层有效开发的重要技术手段,而准确预测页岩气藏压裂井产量是保证页岩气高效开发的基础。以油气藏数值模拟和数值计算方法为工具,在考虑页岩基质块解吸扩散和窜流条件下,建立了页岩气藏气水两相压裂渗流数学模型,推导了数值计算模型,并研制了页岩气藏压裂产能模拟器,定量分析了裂缝参数、物性参数和解吸扩散参数对页岩气压裂井产量的影响。研究表明：水力压裂能有效提高单井产量,是页岩气藏高效开发的有效措施;压裂裂缝导流能力和天然裂缝渗透率是页岩气开采的主控因素,日产气量和日产水量随压裂裂缝导流能力和天然裂缝渗透率增加而增加;基质渗透率和扩散系数对产量的影响相对较小。     

拖动管柱水力喷射分段压裂工艺在HH42P1井的现场试验

红河油田长9储层属于低孔、特低渗油藏,该油藏油水关系复杂,勘探开发难度大。区块单井自然产能较高,但含水上升较快,产量递减明显。为了经济有效开发该类难动用油气资源,进一步提高单井产能,针对长9油藏水平井试验区油藏地质及HH42P1井水平井段储层特点,采用拖动管柱水力喷射分段压裂技术进行分段压裂试验。同时利用全三维压裂设计软件对压裂施工程序进行优化,筛选了适合水平井水力喷射分段压裂改造的射孔位置、喷嘴类型及型号、压裂液及支撑剂体系。该井分5段进行了压裂改造,压后增产效果明显,平均日产液量20.15 m3,平均日产油量6.39 t。该工艺与常规加砂压裂工艺相比,不仅降低了油井的含水率,实现了油井增产,而且延长了油井稳产周期,适合在红河油田油水关系复杂的长9储层推广应用。     

超低渗透油藏水平井压裂优化及应用

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏储层致密、物性差、孔喉细微,是典型的低压、低渗、低丰度油藏,超前注水和水平井分段压裂技术可提高其开发效果.文中以最具代表性的华庆油田长6超低渗透油藏为研究对象,结合注采井网根据水平并段与注水井的相对位置,将常规压裂和体积压裂进行组合设计,在距离水线较近的井段实施小规模压裂,距离水线较远的井段实施大规模体积压裂.该方案的实施,在减小早期水淹风险的同时进一步扩大了储层改造体积,提高了人工裂缝和井网、注水的适配性.同时,开展了8口水平井新型压裂设计的矿场试验,与采用常规压裂设计的邻近水平井相比,试油产量提高20 m3/d左右,投产初期3个月累计产油量提高184t,含水率较低且保持稳定.     

裂缝性低渗透油藏稳态渗流理论模型

随机分布在储集层中的天然裂缝不同于与油水井相连通的人工裂缝,进行稳态产能方程研究时,在数学上用常规方法难以对其进行处理。用等值渗流阻力法解决了这个难题,建立了裂缝性低渗透油藏稳态渗流的理论模型。可利用该模型来研究天然裂缝参数对产量及压力的影响规律,也可研究人工裂缝参数对压裂直井产量的影响规律。该模型具有对裂缝参数考虑较全、简单实用的特点。计算实例从理论上说明了低渗透油藏中,油水井部署在天然裂缝发育处开发效果较好的原因。