低渗透油藏五点井网压裂产能计算及其影响因素

低渗透油藏压裂开发产能影响因素研究对经济有效地动用低渗透储量具有重要的理论和实际的指导意义.以低渗透油藏压裂开发的非线性流动特征和物理概念为基础,建立了反映低渗透油藏五点井网压裂过程的物理模型,推导出考虑启动压力梯度的产能公式.通过实例计算,研究了裂缝长度、裂缝角度、导流能力和启动压力梯度等因素对压裂产能的影响.结果表明,裂缝半长越长产能越高,当裂缝半长大于60m时,对产能的影响较小;裂缝的导流能力越大产能越高,但是当裂缝导流能力超过60μm2·cm时,产能增加不明显;压裂裂缝角度小于30°时效果较好,裂缝角度继续增加,则产能下降明显;启动压力梯度越大,产能越小.因此压裂井在投产时,应合理优选压裂缝半长、裂缝角度和导流能力.     

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。     

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。     

煤层气藏非对称水力裂缝直井产能评价

煤层具有非均值性较强、压裂裂缝展布不均匀、非对称分布等特点,目前缺少煤层非对称裂缝产能评价模型。针对上述问题,运用Langmuir等温吸附方程及Fick扩散定律描述煤层气藏中的吸附、解吸及扩散现象,引入特殊的拟时间函数解决考虑吸附解吸现象的物质平衡方程中非线性较强的问题,利用新定义的参数表征压裂过程中水力裂缝的非对称性,得到裂缝不同对称程度时的产能评价模型及其解析解,通过时间叠加原理,实现了实际生产数据与理论数据的拟合。研究表明:裂缝的非对称性对气藏产能评价及预测结果影响较大;对称裂缝地层能量利用率最高;裂缝的非对称性对产能评价的影响主要发生在生产前期,随着裂缝导流能力的增加,裂缝的非对称性对气井产能的影响越来越小。研究成果对准确评价和预测煤层气藏压裂直井产能和高效开发具有重要指导意义。     

煤层气压裂水平井产能影响因素

产能评价对于煤层气的高效开发具有十分重要的意义。依据寿阳区块七元煤矿的地层压力、渗透率、初始含气量、兰格缪尔压力等数据,采用COMET3软件开展煤层气压裂水平井的产能评价,对影响煤层气压裂水平井产能的水平段长度、水平井方位、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、水平井井距等因素进行评价。结果表明:水平段长度、水平井井距、裂缝条数、裂缝半长和裂缝导流能力对水平井产能影响较大。当水平段长度小于600 m时,煤层气井的产气量变化较为敏感;煤层非均质性对煤层气高产具有不可忽视的作用;裂缝条数为控制累计产气量的主要因素,其次为裂缝导流能力和裂缝半长;随着水平井井距的减小,累计产气量增大,但水平井井距过小对累计产气量的贡献并不明显。     

特低渗透油藏压裂水平井产能影响因素研究

压裂水平井的产能受到地层参数和压裂参数的双重影响,在开发过程中需要确定各个参数对压裂水平井产能的影响规律和主次关系,本文基于特低渗透油藏参数进行了压裂水平井产能影响因素的数值模拟研究。研究结果表明:压裂水平井的增产倍数随着地层渗透率和油层厚度的降低而增加,而垂向渗透率大小对压裂水平井产能的影响并不大;对于裂缝参数,压裂水平井的产量和裂缝产量比重随着裂缝导流能力、裂缝半长以及裂缝条数的增加而增加;由于裂缝间的干扰和泄油面积的不同,水平井两端的裂缝产量要大于中间裂缝的产量;地层的储集能力仍然是决定压裂水平井绝对产能的主控因素。而从裂缝参数角度考虑,裂缝半长对压裂水平井绝对产能的影响最大,其次是裂缝导流能力,而裂缝条数的影响并不大。     

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。     

考虑页岩储层微观渗流的压裂产能数值模拟

考虑页岩微观渗流特征下的产能评价方法有利于提高压后动态分析的准确性和可靠性。压裂改造后页岩储层中,页岩气将在纳米孔隙中通过解吸附、扩散和滑脱流进入天然裂缝,再由天然裂缝流向人工裂缝,常规的产能评价数学模型已无法进行刻画和描述。为此,在考虑页岩气生产过程中基岩纳米孔隙中Knudsen扩散、滑脱流、吸附解吸微观流动特征,天然裂缝应力敏感以及人工裂缝非达西流效应基础上,基于双重介质模型,人工裂缝考虑为离散裂缝,建立了页岩储层基质—天然裂缝—人工裂缝的渗流数学模型,并给出了数值解法。模拟分析了页岩水平井压裂裂缝与储层参数对生产动态的影响。研究表明:吸附解吸效应、Knudsen扩散与滑脱流、天然裂缝渗透率、应力敏感系数、裂缝导流能力、裂缝半长与压裂段数对页岩气井生产具有重要影响。该研究为完善页岩气渗流理论,建立适合页岩气的动态评价模型,准确评价页岩气产能具有重要意义。     

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。     

页岩气藏压裂水平井增产效果影响因素分析——考虑最佳裂缝导流能力

针对提高页岩气藏压裂水平井产能问题,利用数值模拟技术,研究了压裂缝导流能力和裂缝半长对产量的影响情况。根据双孔隙结构特征,建立了页岩气藏水平井单井模型,将储层划分为基质系统和裂缝系统,并模拟了水平段的摩擦阻力损失。通过数值模拟结果绘制出不同裂缝半长下,增产倍数随导流能力变化关系曲线。结果显示:其它条件一定时,低导流能力情况下,以增加裂缝导流能力为主来提高增产效果;高导流能力情况下,以增大裂缝半长为主。根据模拟结果,同时确定了模型适用的最佳裂缝导流能力。     

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。     

乌南油田乌5区块整体压裂优化设计

建立了垂直裂缝井三维两相油藏数值模拟模型,对乌南油田乌5区块反九点井网进行了整体压裂优化设计。模拟结果表明,注水井压裂是提高区块油井产能的关键;边井应适当增加缝长;角井应注重提高导流能力而不宜压长缝。用正交方法设计不同压裂参数组合条件下的开发方案,优选出开发10年经济效益最好的裂缝参数组合:注水井和角井半缝长为59.4m、边井半缝长为89.1m、裂缝导流能力为30μm2·cm。整体压裂技术在现场应用效果较好,为乌5区块的经济高效开发提供了技术保证。     

基于三线性流模型的致密/页岩油藏水平井统一压裂设计研究

为了优化设计致密/页岩油藏水力裂缝参数,针对传统拟稳态设计方法的局限性,开展统一压裂设计与三线性流模型的结合,得到水力裂缝参数与全流态产能的对应关系。以长庆油田长-7段一口压裂水平井为例,研究得到其最优的裂缝半长为150 m,对应的无因次导流能力为1.84,单缝10年最大累产量为4 015 t。进一步分析可知,给定支撑剂量一定时,当油藏渗透率较低时(如0.001 mD),无因次导流能力较大(>10),产能随着半缝长的增加而增大,更适合造长缝。研究结果对致密/页岩储层压裂优化设计具有一定指导意义。     

低渗气藏压裂水平井裂缝参数优化研究与应用

压裂井的裂缝参数是决定压裂效果好坏的关键因素.文中针对低渗气藏压裂水平井裂缝参数优化问题,建立了气藏模型和裂缝模型,并依据该模型编制了裂缝参数优化设计软件,通过对现场实例进行了模拟优化计算,研究了裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、裂缝宽度、裂缝导流能力,以及裂缝与水平井筒的夹角对压裂水平井产能的影响.利用正交试验优选的主要裂缝参数为：裂缝间距100m,裂缝条数5,缝长比0.8,裂缝导流能力10 μm2· cm.按照优化的裂缝参数压裂施工后,平均单井产气量由裂缝参数优化前的7.48×104 m3/d上升到15.32×104 m3/d,增产效果显著.     

支撑剂嵌入不同坚固性煤岩导流能力实验研究

煤层气井压裂过程中,支撑剂嵌入会影响支撑裂缝的导流能力,从而严重影响煤层气的开发。为了研究支撑剂嵌入不同坚固性煤岩程度及支撑裂缝导流能力,测定了典型矿区煤岩的坚固性系数,运用LD-1A导流能力测试系统进行了支撑剂嵌入不同煤岩及导流能力模拟实验。实验表明,端氏、龙门塔和寨崖底煤岩的坚固性系数分别为1.4、0.4和0.5,35 MPa时,支撑剂嵌入柳林龙门塔煤岩的深度为0.5 mm,嵌入对导流能力损害率可达40%;不同矿区煤岩的坚固性系数差异很大,坚固性系数越小,支撑剂嵌入煤岩越严重,导流能力损害程度越大。该研究可为现场压裂施工提供依据。     

乌里雅斯太油田太27断块整体压裂数值模拟

乌里雅斯太油田太27断块属于典型的低渗透油藏,经过压裂改造后才具有一定的生产能力。为了优化太27断块的整体压裂参数,在考虑启动压力梯度的非达西渗流模型和整体压裂数学模型的基础上,采用数值模拟对生产井进行了历史拟合以验证模型的可靠性,并对乌里雅斯太油田太27断块反九点井网进行了整体压裂优化设计,分析了不同裂缝缝长比和导流能力对油井产能的影响。同时采用正交设计方法,设计了不同裂缝参数组合下的开发方案并进行优化。模拟结果表明,适合太27断块的裂缝参数为水井半缝长44 m,水井导流能力10 D·cm,边井缝长比0.3（半缝长66 m）,角井缝长比0.45（半缝长99 m）,角井导流能力为20 D·cm。在给定的井网条件下,裂缝缝长和导流能力存在最优值且并非越大越好,为其他低渗油藏区块整体压裂方案的设计提供技术参考。     

考虑人工裂缝的单井数值模拟技术的应用

常规数值模拟网格技术在描述经过压裂增产的油气井时存在不足，很少考虑裂缝的几何形态以及裂缝导流能力对油气井生产动态的影响。考虑人工裂缝的单井数值模拟网格技术（PEBI）可以更加准确地评价压裂增产油气井单井控制储量、单井控制泄流半径，预测油井的生产动态以及对裂缝效果进行敏感性分析。文章结合试井分析，确定了裂缝几何尺寸和裂缝导流能力，对低渗油田某井建立了数值模拟模型。在较高的历史拟合精度上，对油井进行了动态预测，同时分析了裂缝半长和裂缝导流能力对油井生产动态指标的敏感性。结果表明该井单井控制泄流半径约为400 m，单井控制原油储量41.9×10⁴t。增加裂缝半长会增加累积产油量，但是随着裂缝半长的增加，累积产油量的增加幅度就越来越小。增加裂缝渗透率能较大地提高原油的稳产年限和累积产油量，当裂缝渗透率达到5 μm^２后，增加裂缝渗透率对油井生产动态指标的改善不明显。     

煤层气降滤失工艺技术研究

目前煤层气开发主要是通过水力压裂[1]制造一条高渗通道,然后排水降压,当地层压力降低到煤层气解析压力以下的时候,气体从煤岩中解析出来通过裂缝流入井筒而被开采出来[2]。煤层气能否高效的采出来,关键是看裂缝造得好不好,可见水力压裂对于煤层气开采起着非常重要的作用。其中较关键的技术就是降滤失[3],只要解决好这个问题,就能造出满意的裂缝。本文主要针对煤层气压裂过程中压裂液滤失问题提出了一些工艺技术方面的改进,经过HC区块煤层气压裂现场试验研究表明此方法对于微裂缝较发育的煤层来说具有非常好的实用效果。     

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。