低渗油藏最佳经济效益下的裂缝长度分析

本文运用生产数据,从实际统计入手,提出低渗透油藏生产井,如何确定最大经济效益条件下的合理裂缝长度问题。研究了不同裂缝长度与压裂施工加砂量的关系和定量计算压裂增产油量的方法,得到了不同生产期压裂效果有明显差异的结论。在设计裂缝长度时,要考虑投入和产出的关系,这对进一步发展压裂工艺技术、挖掘油田潜力、提高经济效益,是一个重要问题。     

特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价

通过物理模拟研究了特低渗透油藏压裂水平井产能与裂缝产能之间的关系、裂缝产能分布规律以及裂缝数量与水平井产能的关系。利用数值模拟方法,研究了压裂水平井开发特低渗透油藏技术,对压裂水平井的水平段长度、裂缝数量、裂缝间距进行了优化设计。研究表明,特低渗透油藏压裂水平井的水平段长度越短,阶段采出程度越高,含水率上升越慢,即水平段长度不宜过长;建立了固定裂缝间距和井排距时不同裂缝数量压裂水平井相对累产油和相对采出程度对比图版。重新认识了特低渗透油藏压裂水平井渗流机理。     

煤层气水平井分段压裂裂缝参数优化设计

运用水平井分段压裂开采煤层气是单井增产的最新手段之一,其中人工裂缝参数设计是影响煤层气水平井压裂后投产效果的重要因素。通过数值模拟研究了沁水拗陷东翼中段区块压裂后单一指标变化下不同裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距及导流能力对煤层气水平井产能的影响,采用正交试验法定量研究不同裂缝参数值对压裂水平井产能影响的主次顺序和显著程度,进而确定出研究区内煤层气水平井最佳的压裂裂缝参数组合,为目前处于起步阶段的煤层气水平井压裂优化设计提供参考。研究结果表明,煤层气水平井压裂裂缝条数保持2~3条,裂缝长度130~160 m,裂缝间距400~600 m,导流能力15~25 um2·cm,压裂效果和经济效益最理想。     

沙南低渗砂岩油藏水力压裂效果评价

基于修正后的三维水力压裂模型，研究了沙南低渗砂岩油藏不同地层渗透特性对水力压裂裂缝长度或导流能力的影响，分析了目前水力压裂效果和最优缝长。结果表明，地层有效渗透率越大，水力压裂增产比越低，经济效益越低。     

压裂水平井的产能研究

目前国内在多裂缝水平井流入动态的计算方法、压裂水平井在低渗透率油藏中的开发动态、水平压裂气井的渗流过程，以及水平井筒内压力损失对产能的影响等方面的研究工作中取得了初步的进展；而国外的学者主要针对产能预测方法、裂缝条数的优化、外侧裂缝间距等问题做了进一步的研究和探讨。研究认为，横向缝的生产效果好于纵向缝，压裂水平井的开发效果和经济效益均优于压裂垂直井；压裂裂缝条数以3～5条为好，最佳裂缝长度和导流能力与储层渗透率有关；井筒长度存在一个最优值。未来的研究方向和工作重点主要是缝、筒、层内的流体流动特性等方面的问题。     

射孔对水力压裂多裂缝的影响

为了深刻认识射孔方式如何影响水力压裂的多裂缝问题,在对已报道的实验结果及文献的研究基础上,采用了理论模拟、实例剖析、归纳总结等手段,得到以下结果:(1)射孔方式影响人们对压裂施工压力的大小与多裂缝条数多少的判断.不利的射孔深度、射孔方式能够增加施工压力,影响对等效裂缝条数的判断,减小裂缝的有效宽度,造成加砂压裂困难.(2)射孔方位与多裂缝的形成密切相关.对于具有不利的地应力对比的构造或改造目的层而言,能够造成同方位的多裂缝,导致加砂压裂困难,此时应根据地应力状态选择合理的射孔方式;不同的射孔方式还可能直接造成不同方位的多裂缝,影响压裂改造的效果.(3)射孔长度影响多裂缝的条数.对于裂缝性地层而言,射孔长度与多裂缝条数有着直接的关系,同样影响着加砂压裂的成功与否,而适当缩短射孔段长度对石炭系地层的压裂改造有着积极的意义.结论为:射孔对水力压裂改造中的多裂缝现象具有重要的影响和支配作用.     

裂缝转向对低渗地层水平井压裂的影响

水力裂缝转向作为压裂过程中的一种重要现象,可造成近井筒裂缝的弯曲,对于裂缝中支撑剂的传输和流体的流动规律具有很大影响,可最终影响水力压裂的成败和人工裂缝的导流能力。统计了长庆油田水平井压裂施工的部分资料,分析了长庆油田水平井压裂的特点。结合二维裂缝的平面应变模型,建立了裂缝转向的曲率半径与地层物性参数和压裂施工参数的关系,并针对性地分析了不同参数对于裂缝曲率半径的影响。结果表明,水平应力差对裂缝的转向距离有决定性的影响,压裂施工排量对水力裂缝高度的增长贡献显著,控制排量、延长注液时间能有效增加裂缝长度。结论对于压裂参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。     

苏里格气田水平井压裂裂缝参数优化

近年来水平井压裂作为提高低渗气藏产量及采收率的重要手段在苏里格气田得到推广应用,利用建立的压裂水平井产能数值模型计算分析了裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距、裂缝平面与水平井筒夹角对压裂水平井产量的影响,并绘制了各因素与产量的关系图版,依据多因素正交试验分析方法得出影响压裂水平井产能的主要因素依次是裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、夹角以及裂缝导流能力,最后依据提出的综合优化思路优化了苏里格气田水平井压裂合理的裂缝参数。     

页岩储层复杂裂缝扩展研究

页岩储层孔隙度和渗透率低,岩石脆性大,天然裂缝发育。大规模水力压裂过程中,页岩储层易发生张性破坏和剪切破坏相结合的复合破坏,形成复杂网状裂缝,而网状裂缝的展布形态关系到页岩压裂方案的设计和压后产能的评估。针对页岩储层网状裂缝扩展问题,基于流-固耦合方程和损伤力学原理,建立了二维网状裂缝扩展有限元模型。综合研究认为:水平主应力差增大,压裂裂缝分布长度增加,分布宽度降低,长宽比增大;压裂施工排量降低,压裂裂缝复杂程度降低,压裂裂缝分支数减少,分布长度增加,分布宽度降低,长宽比增大;水平井"多段分簇"压裂可能出现多裂缝干扰问题,部分压裂裂缝在延伸过程中止裂或者沟通两端射孔簇的压裂裂缝;水平井"多段分簇"压裂过程中,各个射孔簇形成的压裂裂缝分支长度差别较大,部分裂缝分支长度明显大于其他裂缝分支。     

压裂水平井电模拟实验研究

根据水电相似原理,设计了压裂水平井的电模拟实验,研究了单井状态下和井网条件下裂缝参数对压裂水平井产能的影响状况及其等压线分布规律.结果表明,压裂水平井存在极限产能;压裂井最优裂缝条数受水平井段长度、裂缝长度、层位是否射开等因素的影响,在不同的井网中,最优裂缝条数也会相应变化.对不同井型的等压线对比发现,压裂水平井扩大泄油面积的能力优于普通水平井.     

压裂水平井生产动态数值模拟研究

针对压裂水平井的渗流特征,建立了低渗透气藏压裂水平井定产开发数学模型,模型考虑了应力敏感效应和含水饱和度的影响。通过数值模拟,研究了渗透率、含水饱和度、裂缝条数、裂缝半长、水平段长度等因素对压裂水平井产能的影响规律,得到了不同参数下的产气量及采出程度动态变化曲线,并分析了不同参数对动态变化曲线的影响程度。研究表明:渗透率越小,含水饱和度对采出程度影响越大;渗透率小于0.1×10-3μm2时,稳产时间和采出程度显著下降,所以渗透率小于0.1×10-3μm2的储层是压裂水平井参数优化的重点;对于裂缝条数已知,渗透率越低,合理水平井长度越短,对于水平井长度已知,渗透率越低,合理裂缝条数越多、合理裂缝半长越大;对于具体气藏来说,在储层基本参数给定的情况下,裂缝条数、裂缝长度、水平段长度都不是越大越好,应该存在一个最优的匹配关系。     

水平井产能与人工裂缝参数相关性模拟实验

水平井与体积压裂技术相结合是目前致密油藏规模有效开发的重要手段,但是压裂水平井由于受到裂缝参数和储层特征等多因素的耦合影响,传统的单一因素分析,难以定量描述不同裂缝参数对产能影响的主次顺序和显著程度。文中应用相似原理,通过水￣电模拟实验对水平井压裂裂缝类型及规模进行分析,明确了裂缝特征与油井产能的关系;并对影响油井产能的裂缝形态、长度、密度等因素进行了定量描述。结果表明,矩形压裂缝能更大程度提高单井产量,裂缝长度、密度与水平井产量呈正相关关系。这对于目前正处于试验阶段的致密油藏水平井开发具有一定的指导意义。     

低渗透率油藏压裂水平井产能影响因素

通过科学的抽象,建立了大量的非均质地质模型,以油藏数值模拟为手段,系统地研究了压裂水平井在低渗透率油藏中的开发动态,建立了压裂水平井累积产量增产倍数图版.所考虑的影响因素包括人工裂缝的方向、K_v/K_h、裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、储层渗透率、裂缝间距和非均匀裂缝长度等.研究表明：压裂水平井裂缝条数以3条相对较优;最佳裂缝长度与裂缝导流能力和储层渗透率有关;对于特定的油藏,存在相对较优的裂缝导流能力值;两条最外边裂缝的间距对压裂水平井产能有一定的影响;由于压裂水平井段上不同位置裂缝的产量贡献值有差别,建议加大中间裂缝的长度或导流能力,以达到裂缝间产量贡献值的均衡.在对裂缝条数、长度和导流能力研究的基础上,建立了增产倍数图版.     

压裂水平井产能影响因素

水平井压裂后一般形成多条裂缝，由于地应力在水平井长度方向上的差异以及压裂工艺技术的限制，形成的多条裂缝在长度、导流能力、与水平井筒的夹角等方面不尽相同，且在生产过程中各裂缝相互干扰，增加了压裂后水平井产能计算的复杂性。结合水平井压后裂缝形态和生产过程中油气在裂缝中的渗流机理，建立考虑裂缝干扰的产能计算模型，并进一步分析了压裂水平井产能的影响因素。结果表明：产量随着裂缝条数、裂缝长度和裂缝导流能力的增加而增加；裂缝与水平井筒夹角越大，产量越高；对于不同的裂缝布局，不同位置的裂缝应该尽量错开排列，根部和端部裂缝的间距小于内部裂缝的间距；由于裂缝的干扰作用，不同位置的裂缝产量不同，处在中间位置的裂缝产量低。图6表4参13     

中高渗地层压裂技术研究

本文从理论和经济效益的角度分析研究了中高渗地层的压裂特点、分析结果，指出在中高渗地层压裂中，造成高导流能力的短缝，比增加裂缝长度有更好的经济效益。     

压裂水平井布缝方式及裂缝参数优化新方法

针对致密气藏压裂水平井布缝和裂缝参数优化存在的问题,基于位势理论和叠加原理,建立了压裂水平井稳态产能公式。首先引入相邻裂缝长度比和相邻裂缝间距比来表征裂缝的空间展布情况,通过单因素分析,得到相邻裂缝长度比、相邻裂缝间距比、裂缝长度、裂缝条数和裂缝导流能力的最佳取值区间;再从最佳取值区间内取值进行正交试验,利用SAS软件进行方差分析;最终得到了最佳布缝方式和裂缝参数组合,即裂缝长度比取值0.8,邻裂缝间距比取值1.7。研究成果为水平井的压裂优化设计提供了新的思路和方法。     

压裂火山岩气井不对称裂缝产能模型研究

随着松辽盆地徐深气田火山岩气藏投入开发,急需开展压裂火山岩气井产能的研究,从而指导气田开发。基于气体单相稳定渗流规律,针对压裂后不对称裂缝特征,引入保角变换和等值渗流阻力原理,建立了压裂火山岩气井不对称裂缝产能模型,同时分析了火山岩气井压裂裂缝的不对称性对产能的影响。结果表明：火山岩气井单条裂缝产能与不对称性没有关系,随着裂缝长度的增加,产能增加幅度相同;对于压裂双裂缝气井来说,随裂缝长轴长度增加产能增加的幅度最大,随裂缝短轴长度增加产能增加的幅度最小;对称裂缝产能模型是不对称裂缝产能模型的特例,不对称裂缝产能模型具有更广泛的适用性。     

井下微地震裂缝监测技术在火山岩压裂中的应用

针对火山岩储层压裂改造过程中裂缝形态复杂的问题,采用较为先进的井下微地震水力裂缝监测技术对压裂裂缝进行了2口井的监测。结果表明,火山岩储层压裂过程中裂缝的扩展规律与砂岩油藏有很大不同,裂缝形态复杂,具有水平缝、多裂缝等特征,而且容易造成缝高延伸过度。因此,在压裂设计中要充分考虑,结合应用缝高控制技术,增加裂缝的长度,提高压裂改造的效果。下一步还需要继续开展火山岩地层压裂裂缝的监测,认识裂缝的延伸和产状,为优化压裂设计和井网部提供指导。     

七个泉油田油基压裂产能预测与压后评估方法

采用单井数值模拟的方法进行压裂油井的产能预测。预测的压裂井的产能可用于压裂井的经济效益分析，也可用于压裂井的历史拟合。压后产能评估是根据油藏储层参数，计算出各种裂缝条件下无因次产能的倒数（1/qD)与无因次时间（tD)关系的标准图版，然后用压裂后油井的实际产能，分析就地支撑裂缝长度和平均导流能力。     

金华—秋林致密气藏直井层内分簇压裂裂缝扩展规律及应用

造长缝是金华—秋林地区沙二段致密气藏直井压裂改造的主要目标,如何进一步提高裂缝长度对该储层的勘探开发有重要意义。针对该问题,文章基于工区储层地质特征,建立了直井压裂裂缝扩展数值模型,分析了射孔簇数、射孔位置等因素对裂缝形态的影响。研究结果表明,储层全部打开时,裂缝高度最大,长度最小,分2～4簇射孔时,裂缝高度相对较低,长度相对较长。射孔长度越长,射孔位置离储层中部越远,裂缝长度越低。相比储层全部射开,层内分簇压裂工艺有利于控制裂缝高度,提高裂缝长度。实践证明,该工艺取得了较好的压裂改造效果,对同类型的致密砂岩压裂改造具有重要借鉴意义。