致密油多段压裂水平井产能预测方法

针对玛湖致密油田多段压裂水平井产能预测中存在误差大的问题,调研了国内外研究现状和针对性解决措施,认为产能预测误差大的原因在于储集层非均质性强,使用公式法预测水平井产能难以排除储集层横向非均质的影响。利用增产倍数法建立了致密油水平井产能预测流程,首先建立直井产能与地质参数的相关性,然后建立水平井增产倍数(水平井产能除以直井产能)与地质参数的相关性,最后预测水平井产能的平面分布特征。经新井产量验证,新方法预测精度比类比法和公式法高。     

提高水平井产能公式预测精度的方法研究

在水平井开发可行性论证及水平井优化设计中，水平井产能预测是决策方案的重要依据。实际计算分析表明，目前常用的水平井产量公式计算结果偏高，与实际值相差较大；具原因在于公式推导中假定地层是均质的、流体做单相流动等。通过考虑储层表皮系数、非均质性、多相流等影响水平井产量的因素，提出了校正产量公式的方法，校正后公式的预测结果与实际值接近，提高了水平井产能的预测精度。     

非均质性对水平井产能的影响

基于Joshi等的假设，将水平井的三维流动问题变换为2个相互联系的二维流动问题，通过保角变换求解。将非均质储集层的水平渗透率和垂直渗透率按几何平均、算术平均和调和平均方法分别处理，根据电模拟原理，建立了9种非均质储集层水平井产能计算模型．评价非均质性对水平井产能的影响。评价结果，非均质性越强、储集层厚度越大产能越低，但厚度超过一定界限时产能降低不再明显；用算术平均方法处理渗透率建立的模型会低估非均质性对产能的影响；用几何平均和调和平均方法处理渗透率建立的模型评价，薄油层非均质性越强，产能越高。图1参9     

水平井产能替代比模型研究与应用

在考虑水平井与定向井单井泄油面积差异对水平井产能影响的基础上,建立了新的替代比模型,通过迭代运算,评价了不同地质条件下的油层厚度、储集层非均质性及不同水平段长度的产能指标,计算出水平井产能与定向井产能的倍比关系,定量分析了上述3个主要因素对水平井产能的影响程度。利用该替代比模型可提高水平井产能研究精准度,由于油层厚度、储集层非均质性对水平井产能影响较大,非均质性小的薄储集层实施水平井优势明显。目前该方法已在A油田得到应用,实施的水平井实际产能与评价计算结果较接近,表明该方法可为水平井的优化部署决策提供量化指标,具有一定借鉴作用。     

水力压裂水平井的产能分析

本文讨论了在致密的非均质地层中经水力压裂改造后的水平井产能分析.主要针对非常规油气藏,包括致密的砂岩气藏和泥页岩油气藏,考虑了存在天然裂缝的区域里由压裂形成的水平和垂直裂缝.建立了一个计算产能递减的半解析模型,加入了油藏非均质性、水力压裂和井筒流动等因素.     

非均质油藏水平井试井分析技术研究及应用

研究了水平方向渗透率各向异性和垂直一水平渗透率各向异性非均质储层压力及其导数曲线特征,了解了储层的非均质性对水平井压力动态及其产能影响规律。认识到垂直一水平渗透率各向异性是影响水平井开发效果一个重要因素,也是筛选一个油藏是否适合水平井开采的依据。应用非均质油藏水平井分析技术对测试资料进行分析,确定了储层水平渗透率和垂向渗透率、储层渗透率各向异性指数,据此对水平井和直井产能进行了对比分析,为油田开发适宜井型选择提供依据。     

储层渗透率各向异性对垂直裂缝井产能的影响

压裂油井产能评价是进行压裂设计的基础.以往的研究主要针对均质油藏,而对储层各向异性油层垂直裂缝井产能未曾涉及.通过引入各向异性地层稳定点汇压力分布,并将垂直裂缝抽象为一条斜直线汇,根据汇源叠加积分即可得到各向异性地层垂直裂缝井产能通式.应用Gringgarten等人提出的近似方法,求得无限导流垂直裂缝井的稳态压力分布解及各向异性地层当量井径.计算表明:对各向异性油藏,为获得最大的产能,应使裂缝延展方向垂直于主渗透方向.该方法具有很好的现实意义,能广泛应用于非均质油藏垂直裂缝井产能评价中.     

低渗透油藏直井水平井联合井网产能公式

低渗透油藏具有渗透率小、存在启动压力梯度等特点,采用常规井网开采最终采收率低且开发效果差,而采用直井水平井联合井网开采该类油藏具有独特的优势,但对考虑启动压力梯度的低渗透直井水平井联合井网产能公式的论述较少。首先,根据低渗透油藏渗流特征,考虑启动压力梯度,确定了水平均质等厚地层中心1口生产井径向渗流时的产能公式;然后,利用等值渗流阻力法,将渗流阻力分成3部分:井网中心水平井在垂直方向上的渗流阻力、从生产坑道到水平井的渗流阻力以及从供给边缘到生产坑道的渗流阻力,推导出常规油藏直井水平井五点法、七点法及九点法联合井网的产能公式;最后,以低渗透直井产能公式和常规油藏联合井网产能公式为基础,将两者结合,得到了低渗透油藏直井水平井五点法、七点法以及九点法联合井网产能公式。矿场实例证实,所建产能公式简单易用、准确有效。     

地层产生体积压裂缝网的条件分析

自然产能特别低的油气藏,渗透率往往也极低,采用直井很难实现经济有效开采,通常采用水平井加多级压裂的方式进行开采。水平井增大了油气井与储层的接触面积,多级压裂增大了储层的改造体积,进而提高了油气井的产能。多级压裂可以是分段单缝压裂,也可以是体积缝网压裂(即体积压裂)。体积缝网压裂在地层中产生纵横交错的裂缝网络,对地层的改造程度远高于分段单缝压裂。为了提高压裂效果,文中研究了产生分段单缝压裂和体积缝网压裂的地质条件和施工条件。研究认为:只有物性极差的微观非均质地层才会实现体积缝网压裂,均质地层和宏观非均质地层只会实现分段单缝压裂,只有当井底压力同时高于主裂缝和分支裂缝的破裂压力时,才会实现体积缝网压裂;为了实现体积缝网压裂,需要提高压裂泵组的功率,采用低黏压裂液和大排量泵入技术;微观非均质地层压出的裂缝都是蜿蜒曲折的,而均质地层和宏观非均质地层压出的裂缝大多是直裂缝。     

水平井与非均质气藏耦合非稳态模型

在非均质气藏水平井流入动态以及产能预测时,点源函数渗流模型与井筒耦合计算过程中会出现不收敛或者收敛速度较慢的现象。针对此问题,基于体积源建立非均质气藏水平井与气藏耦合非稳态模型,根据渗透率的非均质性将气藏划分为不同的区域,通过拟表皮系数表征气藏非均质性,将气藏渗流模型的解与井筒流动模型耦合,并通过牛顿迭代求解。实例计算结果表明：新模型计算结果与Eclipse模拟结果基本吻合,说明建立的模型是可靠的;由于储层非均质性的影响,稳态和非稳态条件下水平井筒流量分布不均匀,且非稳态条件下沿水平井筒流量的分布表现出更强的不均匀性;水平井筒流量分布与储层渗透率分布基本一致,非均质气藏渗透率极差越大,水平井沿井筒流量分布的差异越大。该模型对非均质气藏水平井产能预测和开发方案的制订具有指导意义。     

非均质薄层稠油油藏水平井蒸汽驱实验研究

水平井蒸汽驱在开发薄层稠油油藏方面具有显著优势。 采用双水平井驱替系统,对非均质薄层稠油油藏的蒸汽腔发育过程进行了监测分析,研究了均质地层、存在单条低渗条带、２ 条低渗条带非均质地层条件下的生产动态特征。 结果表明：蒸汽几乎不波及低渗条带,从而降低了蒸汽对整个地层的波及程度;非均质性地层易产生汽窜通道,使无水采油期缩短,含水率上升速度加快,导致采出程度降低。 实验结果为在非均质薄层稠油油藏中实施水平井蒸汽驱提供了参考。     

裂缝性气藏水平井稳态解公式研究

首先推导了了均质各向异性气藏水平井产能公式，在推导过程中考虑油藏各向异性，井底附近非达西流动对水平井产能的影响，并推导出了垂直井，水平井由于非达西流动引起的附加压降比值公式；其次，推导出裂缝性气藏水平井产能公式，并进一步推导出了低渗透压裂性气藏水平井产能公式，该公式考虑了气藏各向异性，裂缝高度，气体从裂缝流向井筒非达西流动等因素对水平井产能的影响。     

特低渗透油藏压裂水平井产能影响因素分析

低渗透、特低渗透油藏具有启动压力梯度,且非均质性较为严重,裂缝参数对产能的影响与常规油藏显著不同。利用油藏数值模拟方法,分别研究了不同渗透率非均质性和不同启动压力梯度条件下,裂缝参数对压裂水平井产能的影响。结果表明,在低渗透、特低渗透油藏中,非均质性较弱的情况下,压裂水平井生产状况与均质油藏类似,在非均质性较强的情况下,应选择比均质油藏更多的裂缝条数和更大的裂缝半长进行生产;在启动压力梯度较大的情况下,应选择较多裂缝条数进行生产。     

水平井与非均质气藏耦合非稳态模型

在非均质气藏水平井流入动态以及产能预测时,点源函数渗流模型与井筒耦合计算过程中会出现不收敛或者收敛速度较慢的现象。针对此问题,基于体积源建立非均质气藏水平井与气藏耦合非稳态模型,根据渗透率的非均质性将气藏划分为不同的区域,通过拟表皮系数表征气藏非均质性,将气藏渗流模型的解与井筒流动模型耦合,并通过牛顿迭代求解。实例计算结果表明:新模型计算结果与Eclipse模拟结果基本吻合,说明建立的模型是可靠的;由于储层非均质性的影响,稳态和非稳态条件下水平井筒流量分布不均匀,且非稳态条件下沿水平井筒流量的分布表现出更强的不均匀性;水平井筒流量分布与储层渗透率分布基本一致,非均质气藏渗透率极差越大,水平井沿井筒流量分布的差异越大。该模型对非均质气藏水平井产能预测和开发方案的制订具有指导意义。     

水平井与垂直井的动态评价

数值模拟,可用于计算水平井的产能和采收率,帮助确定开采方案。在以往的文献中,论述过多种计算水平井产能的分析方法。但这些方法只限于封闭系统中均匀介质的单相流体,本文比较最常用的分析方法,并通过数值模拟方法讨论了水平井的产能和动态评价。数值模拟是比较垂直井和水平井产能的一种有效方法,因为此法可在三维空间,多相流体和不同边界条件下计算自然裂缝和非均质性。均质和非均质油藏的一次开采,注水开采和出现气锥、水锥时,其采油速度和最终开采量的模拟结果在以后文章中进行论述。     

庄海8断块水平井水平段内部产能分布规律及对策

为解剖水平井水平段内部产能分布规律,以庄海8断块馆陶组底水油藏为例,建立水平井多段井模型。利用数值模拟技术,定量描述了理想均质油藏水平井、非均质油藏水平井的沿程压力、产量的分布,指出水平段储层非均质性是造成水平井内部动用差异、影响水平井开发效果的关键因素;提出了适合滩海大位移长水平段水平井的分段开采方式。实施结果表明,分段开采可有效提高非均质长水平段油层动用程度、改善水平井开发效果。     

致密气藏平面非均质储层压裂水平井渗流及产剖特征分析

随着致密气藏的开发,压裂水平井被广泛应用,结果表明压裂水平井是提高单井产能和采收率的有效手段。在其应用过程中,致密气藏储层非均质性耦合压裂水平井复杂的水平段井身结构后,近井地带气井渗流特征更加复杂,储层非均质性对气井产剖影响程度等都需进一步开展研究,进而为气井产能预测和压裂工艺实施提供指导。文章采用数值模拟方法开展平面非均质储层压裂水平井渗流及产剖特征分析,利用数值模拟软件强大的后处理功能,直观揭示近井地带压裂水平井流动特征。研究结果表明:储层非均质性导致沿水平段高渗区与低渗区存在窜流,不同物性区域储量动用、泄气范围和压力降存在明显差异,高渗区裂缝产能贡献比例高。     

非均质底水油藏水平井三维物理模拟实验

采用先进的三维可视化物理模拟实验设备,全程跟踪了水平井开采非均质底水油藏时底水的脊进过程,研究了平面非均质底水油藏中水脊的形成与发展机理。研究结果表明,当水平井相邻井段的渗透率级差大于4时,处于低渗透区的水平井段对产能无贡献,渗透率级差对水平井的影响只是相邻井段间的影响,不存在非相邻井段之间的交叉影响,确定了非均质性严重的底水油藏中水平井产能低的真正原因。针对平面非均质油藏,提出了“先高后低、封高补低”的开发策略,并为挖潜剩余油指明方向。非均质底水油藏中底水脊进的过程为倾斜推进-高渗突破-油井见水-沿井扩展-次高突破-分段水淹。平面非均质性沿水平井三段式分布时,水平井的含水率为台阶式上升模式,且台阶数与连续分布的高渗透层段的个数一致。     

页岩气体积压裂数值模拟研究

为建立合理的页岩气体积压裂水平井产能模拟模型,同时研究压裂裂缝参数及地层性质对压裂井产能的影响,通过油藏数值模拟的方法,以某口页岩气井基本参数为基础,利用椭球体状的线网模型模拟复杂的裂缝网络,并利用不可流动油中的溶解气模拟页岩中的吸附气,建立页岩气体积压裂水平井的产能预测模型。在建立模型的基础上分析页岩气体积压裂水平井储层改造体积、网状裂缝导流能力、改造体积的复杂程度等参数对产能的影响,并研究了地层渗透率非均质性等对改造井的影响。结果表明,所建模型能高效模拟实际页岩气体积压裂水平井产能。研究显示改造体积越大,裂缝的导流能力越强,主、次裂缝的间距越小,页岩气体积压裂水平井的产能越高。地层渗透率各向异性对气井产能的影响较小。所建模型对页岩气体积压裂开发效果的预测有积极意义。     

非均质底水油藏水平井水淹规律研究

以数值模拟技术为手段,通过建立非均质底水油藏水平井概念地质模型,研究了油藏平面及垂向非均质性（不同渗透率级差及高渗带宽度）对水平井水淹规律的影响。研究表明,油藏非均质性对水平井沿程见水点位置及高渗带、低渗带平均日产油量之比等有显著的影响,该项研究对于指导非均质底水油藏水平井的开发具有一定的意义。