裂缝性油藏的注采模式研究

为扩大裂缝性油藏水驱波及效率、提高其开发效果,先从简单的一维岩心实验模拟不同级次裂缝同时存在时的流动干扰规律;再利用数值模拟软件建立不同裂缝分布的平面物理模型,模拟不同注采模式下水驱波及系数的差异,优选裂缝性油藏合适的注采模式;最后通过大型三维物理模拟实验,模拟在实际油藏温度、压力条件下不同注采模式下的水驱开发效果。研究表明,弱注强采的模式能取得较好的开发效果。在该认识的指导下,KAT油田剖析老井区注采模式,解释油井含水特征差异的原因,并开展新区块井网优化,形成弱注强采注采模式,新井区投产后相比老井区无水采油期延长1a以上。该项研究对类似裂缝性油藏注采井网的部署具有指导意义。     

裂缝研究方法和分布特征在油田高含水期开发调整中的应用

通过应用地应力和裂缝三种测试方法，研究濮城油田储层裂缝的分布特征，其成果在濮城油田沙三中6-10油藏部署加密调整井位、老井转注、平面注水动态调配和注采调整措施挖潜等方面得到较好的应用，油藏开发效果明显改善。     

文东低渗透油藏裂缝研究

阐述了应用ＡＥＯ－４Ａ岩石声发射定位系统测量人工裂缝和采用主曲率法定量确定天然裂缝发育状况的基本原理和方法,总结出东油田水力压裂、高压注水形成的人工裂缝以及天然裂缝的分布规律,指出了裂缝的方位和平面展布形态。分析了裂缝研究结果在油田开发生产中的新调整井设计、注采井网调整、压裂井参数选取和平面动态注水管理等方面的应用效果。     

裂缝性低渗透油藏注采系统调整技术研究

裂缝性低渗透油藏，在正方形井网反九点注水方式开发过程中，表现出与裂缝走向一致的注采井见效快，含水上升快，甚至暴性水淹，而与裂缝走向垂直的注采井见效差，地层压力低、油井产液能力低。为此，通过对裂缝性低渗透油藏由反九点注水转线状注水渗流特点、油水井数比影响因素和注采系统调整作用的探讨，结合外围朝阳沟和头台等裂缝性低渗透油田注采系统调整效果，提出了适合外围油田不同裂缝走向与井排方向夹角井网转线状注水的合理调整方式，为裂缝性低渗透油田注采系统调整提供了理论和实践依据。     

平面非均质油藏均衡水驱调整方法研究

针对平面非均质油藏注采不均衡的问题,运用数值模拟和油藏工程方法,提出了基于多参数定量计算的均衡水驱调整方法。研究表明,井距调整和驱替压差调整是实现平面非均质油藏均衡水驱的2种有效方式。根据储层平面非均质性、流体分布状况与注采井距、驱替压差之间的水驱平衡关系式,可定量调整不同方向注采井距和驱替压差的大小及比例。实际油藏应用表明,均衡水驱调整能够减小储层平面非均质性对水驱开发的影响,提高注水利用率,有效改善油藏开发效果。     

低渗透砂岩油藏注采井网调整对策研究

低渗透油藏注水开发后,注采井网难以满足后续开发需求。应用油藏工程和数值模拟预测等方法,对低渗透油藏合理油水井数比、注采井网调整方式、调整时机以及调整后新、老井合理注水调整方法进行系统研究,形成了低渗透油田井网调整技术。考虑低渗透储集层的渗流特性、启动压力梯度导致油水井地层压力的差异,推导了适应低渗透油藏的油水井数比计算公式。根据储层裂缝发育状况以及剩余油分布特征,选择水驱面积波及系数较高的井网进行调整。敖南油田合理的调整方式是将裂缝不发育井区反九点法井网调整为五点法井网,裂缝发育井区转线性注水。对不同调整时机下的开发效果预测表明,调整越早,效果越好。井网调整后要适当控制老井注水,加强新井注水,使地层压力分布更加合理。研究结果表明,利用上述调整对策对低渗透油藏实施注采井网调整是可行的,可以为低渗透油田井网调整提供新的技术支持。      

应用试井方法分析安塞长 6 低渗裂缝型和孔隙—裂缝型注水油藏参数变化特征

以长庆安塞油田王窑中西部长6特低渗裂缝型C井区和孔隙-裂缝型A井区注水油藏为例,利用现有的试井资料分析研究,成功地进行了油水井渗透率平面变化特征、渗透率、表皮系数、地层压力随时间动态变化特征的定性、定量分析。本文方法和结果已进一步用于低渗各类型注水油藏的井间连通情况、分析注采平衡、判断渗流特性,为合理选择注水时机、强度提供依据。     

裂缝性油藏井网水驱油物理模拟研究

为了更好地对裂缝性油藏进行井网优选。根据实际油藏地质特征,利用相似准则制作裂缝性油藏物理模型．开展了井网水驱油实验。通过对比不同注采井网采出程度与含水率的变化,进行井网类型优选．文中对比了5种井网的开发效果,实验及分析结果表明：对于该裂缝性油藏模型,九点井网的采收率最高,这验证了裂缝性油藏吸水能力较强的特点：其余井网的采收率从高到低依次为五点井网、排状井网、反五点井网、反九点井网,这4种井网由于强注强采,导致含水率迅速上升,驱油效果不理想．但当存在合理的裂缝分布及有效的井间干扰时,局部采油井的采收率会得到提高;可以用工型水驱特征曲线预测该油藏的动态变化。文中的研究方法及成果对裂缝性油藏井网优选具有一定的指导意义.     

蚂蚁追踪技术在缝洞型油藏裂缝预测中的应用

以塔河油田主体区缝洞型油藏为研究对象,应用先进的蚂蚁追踪技术,实现了断裂内幕裂缝及低级序断层结构的精细刻画.通过裂缝发育程度与油气富集程度、水淹程度及注采关系的分析,认为裂缝发育相对较差的井区仍有较高的剩余储量丰度,并明确了剩余油分布的潜力区.该技术的应用取得了很好的地质效果,为油藏后期剩余油挖潜及开发调整提供了依据,也为类似油藏的裂缝预测提供了借鉴.     

水力裂缝对二次采油动态的影响研究

本文以五点注采井网为例,利用黑油模型研究了二次采油中注采量及油藏面积波及系数随裂缝方位、压裂井别、裂缝穿透率及无因次裂缝导流能力等的变化规律,得出了规律性认识。它可应用于需经压裂开发的新区中注采井网的部署及给定注采井网下的总体压裂优化设计。     

水力裂缝与天然裂缝交错延伸规律

非常规与致密储层的缝网压裂或分段压裂改造技术使水力压裂裂缝与天然裂缝交错延伸的问题成为焦点。为了更好地控制水力裂缝的延伸方位,达到最优缝网状态,以位移不连续方法为基础,依据单元体的叠加原理,建立了二维裂缝延伸计算模型,对一条水力裂缝与一条天然裂缝在不同倾角、间距、应力等条件下的交错延伸规律进行了量化模拟。研究结果表明：裂缝间距、倾角能较大地影响裂缝延伸幅度,天然裂缝与压裂裂缝间距大于1 m、倾斜角小于70°时,压裂裂缝会诱使天然裂缝转弯延伸,直至相交;主应力比值对交错裂缝延伸幅度有一定程度的影响;储层泊松比与杨氏模量对交错裂缝延伸幅度却不明显。     

考虑尖端塑性的垂直裂缝延伸计算

基于断裂力学、弹塑性力学,对水力压裂裂缝延伸过程中的尖端塑性区进行了研究,给出了裂缝尖端塑性区的定量表达式,推导了缝尖塑性区影响下的缝高扩展方程,建立了考虑缝尖塑性屈服的裂缝三维延伸数学模型,模拟分析了缝尖塑性屈服对水力裂缝扩展的影响.研究表明,在缝尖塑性屈服影响下,缝长延伸略有增加,缝高延伸得到比较明显的遏制;缝尖塑性屈服导致裂缝扩展所需作业压力增加,作业压力增加的同时会导致缝宽方向扩展的增加,越靠近裂缝端部,缝尖塑性屈服对作业压力及缝宽扩展的影响越明显.     

裂缝周边脱砂带对裂缝扩展的控制作用

在脱砂压裂过程中,裂缝周边一旦形成砂桥,裂缝会在周边法向（缝长和缝高方向）停止增长,而缝宽则以较快的速度增长并形成相对意义上的“短宽裂缝”。从岩石造缝机理、流体力学和渗流力学的角度探讨了裂缝周边脱砂带对缝长和缝高的控制作用,并对“脱砂质量”问题作了简要分析。     

基于压裂返排数据的有效破裂体积计算方法

压裂裂缝破裂体积是评价压裂效果的一个重要参数,常用的微地震裂缝监测无法区分有效和无效破裂的微地震点,解析模型对复杂裂缝不适用,且这些方法评估的破裂体积与压裂产能相关性低。为此,利用压裂返排初期的动态数据,建立了有效破裂体积的计算模型,通过对压裂井返排初期的动态数据变换,找出拟稳定流动阶段并拟合出线性关系,确定返排阶段的物质平衡时间段,结合压裂裂缝的综合压缩系数,确定有效的破裂体积。利用该模型计算了10口直井与水平的有效破裂体积,计算结果表明,有效破裂体积越大,压裂产能越高,两者相关性在0.9以上,所建立的方法可以准确地评价有效破裂体积并进行压裂产能预测。     

Performance-based fractal fracture model for complex fracture network simulation

The paper presents a novel hydraulic fracturing model for the characterization and simulation of the complex fracture network in shale gas reservoirs. We go beyond the existing method that uses planar or orthogonal conjugate fractures for representing the ‘‘complexity' of the network. Bifurcation of fractures is performed utilizing the Lindenmayer system based on fractal geometry to describe the fracture propagation pattern, density and network connectivity. Four controlling parameters are proposed to describe the details of complex fractures and stimulated reservoir volume(SRV). The results show that due to the multilevel feature of fractal fractures, the model could provide a simple method for contributing reservoir volume calibration. The primary-and second-stage fracture networks across the overall SRV are the main contributions to the production, while the induced fracture network just contributes another 20% in the late producing period. We also conduct simulation with respect to different refracturing cases and find that increasing the complexity of the fracture network provides better performance than only enhancing the fracture conductivity.     

页岩气藏网状裂缝系统的岩石断裂动力学

基于岩石断裂动力学理论,研究页岩气藏压裂网状裂缝的形成机理及天然闭合裂缝的激活机理。研究发现,水力裂缝在沟通天然裂缝后,需要在左右两端同时满足裂缝转向条件,才能形成复杂的网状裂缝,存在形成网状裂缝的最小排量(临界排量);临界排量随倾角增加而增加,倾角等于90°时,临界排量达最大值且为常数;倾角小于90°时,临界排量随裂缝与井筒夹角增加先减小后增加,垂直井筒方向的裂缝临界排量最小;天然裂缝长度越大、地层弹性模量越低需要的临界排量越高。天然裂缝面不吻合且缝面粗糙,水力裂缝开启天然裂缝后天然裂缝面上剪切应力释放使得缝面滑移,从而提高导流能力。裂缝倾角很大或很小时,对裂缝激活不利;30°～60°倾角裂缝激活效果最佳;弹性模量增加对裂缝滑移起抑制作用,泊松比变化对滑移量影响很小。     

压裂液组合泵注在煤层气井压裂应用的探讨

为了有效保护煤岩储层,保证煤层气藏开发的可持续性,提出了"压裂液组合泵注"的设计思路,根据论证和分析表明:压裂液组合泵注是针对煤层气井压裂所提出的新设计思路,具有应用的可行性。     

胶结型天然裂缝对水力裂缝影响的数值计算模型及机理

页岩等非常规储层中富含由矿物填充的胶结型天然裂缝,水力裂缝与胶结型天然裂缝间的相互作用机制是控制复杂裂缝网络形成的关键。基于流动-变形耦合的内聚力模型,采用断裂能参数对天然裂缝胶结强度进行简化表征,建立了水力裂缝与胶结型天然裂缝间相互作用的数值模型。通过与单条水力裂缝极限情况渐进解对比,验证了该方法的可行性。在此基础上,研究了地应力、逼近角、胶结强度比以及压裂液黏度和注入速率等因素对水力/天然裂缝相互作用的影响。研究结果表明：水平地应力差与最小水平地应力共同控制着水力裂缝的穿越行为;地应力差相同,最小水平地应力不同,水力裂缝最终几何形态及缝内压力分布可能不同;逼近角越小,水力裂缝越容易转向沿天然裂缝扩展;胶结强度比越大,水力裂缝越不容易转向沿天然裂缝扩展;忽略缝内流体滤失,相同的注入速率和流体黏度的乘积会导致相似的裂缝几何形状及注入点压力变化。裂缝尖端前缘区域形成低孔隙压力区与内聚力区大小有关：内聚力区越小,孔隙压力越低。     

胶结型天然裂缝对水力裂缝影响的数值计算模型及机理

页岩等非常规储层中富含由矿物填充的胶结型天然裂缝,水力裂缝与胶结型天然裂缝间的相互作用机制是控制复杂裂缝网络形成的关键。基于流动-变形耦合的内聚力模型,采用断裂能参数对天然裂缝胶结强度进行简化表征,建立了水力裂缝与胶结型天然裂缝间相互作用的数值模型。通过与单条水力裂缝极限情况渐进解对比,验证了该方法的可行性。在此基础上,研究了地应力、逼近角、胶结强度比以及压裂液黏度和注入速率等因素对水力/天然裂缝相互作用的影响。研究结果表明：水平地应力差与最小水平地应力共同控制着水力裂缝的穿越行为;地应力差相同,最小水平地应力不同,水力裂缝最终几何形态及缝内压力分布可能不同;逼近角越小,水力裂缝越容易转向沿天然裂缝扩展;胶结强度比越大,水力裂缝越不容易转向沿天然裂缝扩展;忽略缝内流体滤失,相同的注入速率和流体黏度的乘积会导致相似的裂缝几何形状及注入点压力变化。裂缝尖端前缘区域形成低孔隙压力区与内聚力区大小有关：内聚力区越小,孔隙压力越低。     

地应力对垂直裂缝高度的影响及缝高控制技术研究

地应力是影响垂直裂缝高度最重要的因素,理想的裂缝高度等于目的层的厚度,裂缝在垂向上过度延伸会带来很多不利影响。在前人研究的基础上,总结了地应力与裂缝高度的关系、裂缝垂向过度延伸的影响、目的层与邻近地层最小水平主应力的关系、裂缝高度控制的对象及缝高控制工艺技术,对压裂设计和现场施工具有一定的指导意义。