基于正交试验的低渗透油藏裂缝参数优化研究

水平井压裂技术作为提高低渗透油气藏产量的一项重要技术已在各大油气田实现了高效产能。但在压裂过程中,各裂缝参数会对裂缝产能产生影响。对单一因素的考量只能实现在单方面的参数优化,无法获得最优的压裂方案。正交试验方法能够实现对多因素的综合考量,运用正交及数理统计方法可以设计出一定数量的正交试验方案,通过极差分析方法可以得到各因素的最优水平及对最终结果影响程度最大的因素。选取裂缝长度、裂缝条数、裂缝导流能力及裂缝方位角四个裂缝参数,每个参数设置四个参数水平,通过正交试验可以获得最优试验方案为:裂缝方位角75°、裂缝导流能力50μm~2·cm、裂缝条数4条、裂缝长度150 m。该试验方案在X油田M区块得到了明显的增产效果。     

低孔低渗气藏水平井压裂裂缝参数优化

气井压裂开发是目前提高低孔低渗气藏开发效果的有效手段。水平井压裂作为低渗透油气藏开发的一项前沿技术,为了充分达到改造效果,裂缝参数必须设计得合理。以大牛地气田低孔低渗油藏为例,采用数值模拟和现场施工参数相结合的方法,对裂缝夹角、裂缝间距、裂缝段数和裂缝缝长等参数进行优化,得出以下几点优化结果:合理的裂缝夹角利于储量动用,进而能够沟通含油气显示富集区,研究表明井眼轨迹方向与最大主应力方向大于60°为宜;合理的裂缝间距和裂缝段数能够增加改造面积,提高单井产量,100-166m为压裂缝最优间距(即6-10段/1000m);裂缝缝长是裂缝参数优化中的一个重要参数,通过建立不同渗透率下的裂缝半长与产能的关系,结合气田本身地质特征,优化裂缝半长在150-250m左右。在此基础上寻求裂缝参数的最优组合,为解决水平井整体压裂裂缝参数的优选问题提供了思路和借鉴。     

超低渗透油藏M区块多段压裂水平井产能影响因素研究

根据超低渗透油藏M区块的地质条件和物性,应用非线性渗流模型,结合实际情况分析对比超低渗透油藏M区块不同含水率和不同种类井的流入动态曲线,幵研究了不同裂缝和不同井距的流入动态曲线,确定了决定水平井产油能力的因素。研究结果表明:油水相对渗透率试验结果表明,M区块储层具有启动压力梯度,动水饱和度低,油水互相渗透共同区域较小。超低渗透油藏M区块含水率、井网类型、裂缝数量和井距对产油能力影响较大。其中,含水率为10%、中心压裂水平井采用矩形井网、裂缝数为5和井距80 m的条件下超低渗透油藏M区块产能最优。     

低渗透薄互层水平井注水开发实践及认识

本文针对低渗透薄互层发育的敖南油田葡萄花油层水平井的开发实践,在前人研究的基础上,确定水平井最佳水平段长为500-600m,最佳射孔段为4-5段,最佳裂缝半长为140m;总结了敖南油田水平井初期产能特征,认为采取分段压裂且水平段延伸方向垂直于最大主应力方向压裂后可获得较高的产能;对敖南油田水平井开发特征分析认为,影响水平井递减最主要的因素是注采完善程度,并定义了水驱因子,对水平井的注采完善程度进行量化;同时,对水平井的受效及见水特征分析认为,低渗透薄互层水平井注水开发对井网要求较高,敖南油田水平井井网适应性较差,平面矛盾突出,注水受效差,见水后含水上升快。应用数值模拟技术,研究了低渗透薄互层油藏水平井合理的井网形式,确定了合理的注水时机为超前6个月注水,为同类型油田水平井注水开发提供借鉴。     

人工裂缝对水平井产能的影响情况分析

水平井压裂施工过程中先产生的裂缝会使得近井周围的应力场发生明显的变化,这种变化直接影响了压后水平井产能预测的准确性。在储层和裂缝内流体控制方程的基础上,考虑内外边界条件,建立了压裂水平井产能的数学模型,利用该模型进行模拟计算,研究并分析了裂缝条数、裂缝长度对压裂水平井压力场分布和产能的影响规律。分析结果表明:裂缝条数增加到一定数量时,不会再对水平井的产能产生明显提升;缝长的增加并不能无限度的提升水平井产能;研究的结果为增加压裂水平井产能提供了重要的理论依据。     

低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法

随着我国经济的不断发展,我国石油工业在发展过程中面临着新的挑战。低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法,对于石油的开采有着非常重要的作用,应用矩阵方程、叠加原理以及复位势理论这三者中的数值分析求解方法,对相关裂缝位置中压力损失以及渗流阻力进行深入的分析与研究,重新的修正与推理出了低渗透油气藏压裂水井产能中的预测公式,这在很大程度上使计算出来的结果更加的精准、合理以及符合实际的状况。利用修正与推理出来的预算公式,根据某一个实际低渗透气田中的实际情况,将压裂水平井产能中的几个非常重要的影响因素之间进行分析与对比,得出来的结论对于低渗透气藏压裂水平井的设计有着十分重要的实际意义。     

气藏压裂水平井裂缝参数优化数值模拟研究

水平井目前已越来越多地被应用到低渗油气藏开采中,由于低渗油气藏连通性差,压力传导慢,为保证水平井开发效果,达到提高气藏产能和最终采收率的目的,仍然需要进行压裂保证井筒沟通更多的储层,而且水平井往往需要采用多段横切裂缝的改造方法方可达到好的增产效果。裂缝参数是影响水平井产能的重要因素,本文综合考虑了裂缝缝长、裂缝条数、渗透率、孔隙度等影响因素对压后产量的影响,通过X井地层数据进行数值模拟,对苏里格气田水平井裂缝参数进行了优化设计,研究表明:模拟水平井压裂后产能与施工实际产量比较一致,具有较好的适用性。     

特低渗透油藏压裂井产能分析

低渗透储层由于渗透率比较低,往往通过水力压裂提高单井产能,因此,压裂井产能的评价对低渗透油田的开发尤为重要。基于低速非线性渗流新模型,建立了低渗透无限导流能力和有限导流能力垂直裂缝井产能公式,并与基于达西模型和拟启动压力梯度模型的裂缝井产能公式进行了对比分析。为便于工程应用,用等效直井产能公式表示有限导流能力裂缝的产能,并对影响其产能的参数进行了分析,对低渗透油田的开发具有重要的意义。     

压裂水平井产能预测电模拟实验研究

利用电模拟实验装置,对影响压裂水平井产能的部分因素进行了实验研究,并用电流密度比的概念表征压裂水平井的产能比。实验结果表明：增大裂缝与水平井筒的夹角可以增加产能;对具体油藏,存在着最优的无因次长度和裂缝条数;电流比值能够反映压裂水平井的产能大小。因此,利用电模拟实验可直观快捷的实现压裂水平井产能预测。     

低渗气藏压裂水平井产能公式推导与分析

低渗透气藏开发是目前油气藏开发的难点,往往采用水平井水力压裂的方法以增加产能,而许多低渗气藏的产能模型没有考虑气体滑脱及裂缝间干扰所带来的影响。运用以叠加原理及等值渗流阻力原则等方法,将低渗气藏压裂水平井完井后流体的渗流区划分为三个区域:裂缝内气体的达西线性流动,气体在基质中的径向渗流区以及水力压裂裂缝泄流引起的非达西椭圆渗流区。建立考虑气体滑脱、裂缝间干扰影响的压裂水平井产能计算模型,分析了不同滑脱效应下各流入动态曲线,结果表明:随滑脱系数增加,气井产量相应增大;井底流压越低,随滑脱系数的增加气井产量变化越明显。因此低渗气藏开发中气体滑脱效应不可忽视。     

水平井体积压裂技术探讨

大庆外围储层渗透率低(4～5)×10-3μm2、丰度低(10～20)×104km2、厚度薄(单层厚度0.5m左右)、直井开发效益低或无效益,水平井是解决外围低渗透油田多井低产、实现高效开发的重要手段。随着近几年对水平井开发技术的攻关,水平井开发技术得到了快速发展,尤其是水平井压裂工艺技术,由最初的全井笼统限流法压裂发展为段内限流多段压裂、双封单卡分段压裂、机械桥塞分段压裂、胶塞压裂、水力喷砂压裂等。这些工艺的发展完善虽然对提高水平井开发效果起到了明显的促进作用,但也存在一定不足,直接制约着水平井压后产能的提升。     

楔形裂缝多段压裂水平井数值模拟研究

多段压裂水平井模拟过程中大多采用与实际不符的恒定缝宽假设,压裂井产能预测结果不精确。利用商业数值模拟软件,对裂缝形态进行了近似实际的描述。采用楔形裂缝的等效形式和等导流能力方法,分析了启动压力梯度和介质变形对多段压裂水平井产能的影响,并且对比了楔形裂缝和矩形裂缝多段压裂水平井的产量。结果表明:在其他条件一样的情况下,多段压裂水平井产量随着启动压力梯度增大和介质变形程度增强而降低;且楔形裂缝多段压裂水平井产量比矩形裂缝多段压裂水平井产量低,二者相对误差随着启动压力梯度增大呈现先增大后降低的趋势,随着介质变形程度的降低呈现逐渐降低的趋势,但总体上相差幅度不大。该研究方法为多段压裂水平井产能准确预测及裂缝参数优化提供了借鉴。     

特低渗透油田水平井压裂产能参数优化研究

根据特低渗透油田储层特点,首先研究了流体在压裂水平井中的渗流特征,流体流动划分为早期拟径向流阶段、裂缝内的线性渗流及椭圆流动。在此基础之上,给出了修正的产能预测解析模型,该模型同时考虑了流体流向裂缝的压降损失、流体在裂缝中流动汇入水平井筒损失的能量以及流体在裂缝内流向井筒的线性流动,在油田试井资料较完善情况下,该方法较简单。当测试资料较少时,本文提供了一种新方法,利用油藏数值模拟软件对压裂水平井的裂缝参数进行优化模拟,包括裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距、裂缝的导流能力、裂缝位置以及裂缝的排布方式,该方法对于评价特低渗透油田压裂水平井产能影响因素具有指导意义。     

超低渗透油藏水平井压裂优化及应用研究

超低渗透的油藏通常具有孔喉细小、渗流阻力较大、渗透率较低的特征,导致油井的自然产能非常低。为了更好地提升超低渗透油藏的开采率,一般需要针对水平井进行套管完井,以压裂的方式构成很多条具有较大表面积、较长的水力裂缝,使得油藏的泄油面积增加,增进了储层与井筒的自然流体之间的连通性,有利于提升单井的开采率。超低渗透的油藏往往储层压力较低,我国经常应用注水技术进行石油的开采。因此,水平井压裂技术与直井的注水技术为超低渗透油藏的开采提供了保障。本文对水平井压裂水力的裂缝进行概述,结合某著名油田压裂水平井开采的案例,通过比较分析的方法,对超低渗透油藏水平井的压裂技术优化进行探讨。     

压裂水平井产能影响因素研究

本文充分调研了前人的研究成果,经过分析、综合,总结出了影响压裂水平井产能的七大因素:测试时间,污染系数,裂缝穿透率,裂缝条数,井筒长度,裂缝角度和裂缝导流能力。研究表明,测试时间的长短直接影响不同的流动阶段;污染系数越大,产能越低;裂缝穿透率、裂缝条数和导流能力与产能之间存在一个最优值;水平井筒长度越大,压裂水平井的产量越大;此外,应尽可能使裂缝垂直于水平井筒,以提高压裂效果。     

致密气藏分段压裂水平井产能优化分析

利用等效井径模型和叠加原理,考虑裂缝变质量入流和非均匀裂缝参数的影响,建立了适合特低渗透致密气藏水平井分段压裂产能优化模型,并结合实例对产能敏感因素进行了优化分析。结果表明:水平井两侧裂缝入流速度大于内部裂缝入流速度;储层渗透率越大,最优裂缝导流能力越大;裂缝条数和裂缝半长不是越多越长越好,存在极限值;裂缝与井筒垂直时产量最大。研究成果致密气藏水平井分段压裂的设计提供了科学依据。     

低渗火山岩气藏水平井压裂优化设计

压裂水平井由于裂缝的存在,气体经由裂缝向井筒汇聚时气量大、流速高,会造成附加的紊流压降,因此低渗透气藏压裂水平井的产能方程应该考虑裂缝中非达西流动的影响。为了建立气藏与裂缝的物理模型和数学模型来模拟压裂以后气藏的产气量变化,这里应用渗流定律并且结合了气藏的产气特点和水力裂缝的渗流特征,通过产生多条裂缝来增加气藏的油气运移通道,进而来提高水平井的单个水平井产能。     

水平井分段多簇压裂工艺的应用

鸭平4井位于玉门油田鸭西白垩系是典型的低渗透储层,井深3456m,水平段210m,实施了2段6簇的压裂,同步实施了裂缝监测,取得了理想的效果;压裂共入井液量1961.4m3,总沙量159m3,最高砂比26.2%,平均砂比14.5%;该井是玉门油田实施多段多簇压裂工艺的第一口井,是开发低渗透油藏水平井的新突破,探索了一条中深水平井压裂改造的新途径。     

致密油藏体积压裂水平井产能评价

致密油藏储层中天然裂缝发育,表现出双重介质特性。通过体积压裂产生的人工压裂缝,可以有效改变水平井筒附近的地应力分布,同时通过水力压裂缝为桥梁,来增强天然裂缝与水力裂缝、以及水平井筒之间的联系,从而改善致密油藏内的流体渗流。本文通过将致密油藏划分为水力压裂缝控制外区域、水力压裂缝控制区域、裂缝内区域等一共三个渗流区域,并假设线性流为主要流动特征,对体积压裂水平井的初始产能进行了分析。研究表明,随着水力压裂缝条数的增加,水平井的初始产能增加。考虑钻完井成本、油价及财税影响,水力压裂缝的条数具有最优值。     

低渗气藏水平井分段压裂完井产能评价研究

水平井分段压裂完井是低渗气藏水平井长期高效开发的重要手段。目前国内学者在研究裂缝参数对压裂水平井产能影响时没有考虑不同气藏控制面积、不同气藏基质渗透率的情况,对压裂水平井裂缝间干扰作用也缺乏深入研究。为此采用数值模拟方法,建立数值模拟机理模型,在考虑不同气藏控制面积、基质渗透率的情况下,主要研究裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距对低渗气藏水平井产能的影响,并提出了裂缝半长/裂缝间距的评价指标,同时参考模拟出的各条裂缝累积产气量及压力等值线图,对压裂水平井裂缝干扰情况进行分析。研究结果表明,在压裂水平井生产初期,各控制面积下累积产气量相同,但随生产时间的延续,气藏控制面积越大,累积产气量越大;基质渗透率越低,采出程度越小,需要压开更多的裂缝,裂缝半长/裂缝间距越大;裂缝条数越多,裂缝间产生的相互干扰也越严重,使每条裂缝的产量减小;裂缝间距越小,压力下降越快,裂缝间干扰作用越强。这为低渗气藏分段压裂水平井裂缝参数优化设计提供了理论依据。