低渗透油藏不同类型油井产能对比

利用势的叠加原理分别建立了直井、水平井、分支水平井、压裂直井、压裂水平井的产能预测模型,针对低渗透油藏不同油层厚度、油层渗透率、水平井长度、分支长度(裂缝半长)和分支数目(裂缝条数)对上述5种井型产能变化规律进行了研究,分析了不同类型油井在低渗透油藏中适应性。研究结果表明:低渗透油藏中,所有井型产量随油层厚度和渗透率的增加而增加。但压裂水平井产量增幅逐渐减缓,其他4种井型的产量近似线性增加。水平井长度是决定水平井产量的重要因素,增加分支长度和裂缝条数分别是低渗透油藏提高分支水平井、压裂水平井产量的重要途径。     

参数研究对煤层气储层中钻水平井和多底井的作用

介绍了水平井和多底井的多种变化形式及其潜在优势.总结出一些规律,认为直井适合于比较厚的煤层气储层,如在San Juan盆地所发现的储层,而水平井和多底井则适用于比较薄的储层.最近,一些作业公司正在钻一批水平井和多底井(包括在比较厚的储层),并宣布在经济上获得成功.介绍了不同厚度、不同特性的煤层气储层中最合适的钻井方式.所研究的储层特性包括气体含量、渗透率、解吸附特性.用于衡量不同井身结构的标准是净现值(NPV).将不同的水平井和多底井的井身结构彼此进行对比,计算其钻井费用.此外,还对双分支、三分支、四分支及鱼骨状(也称为羽状)井身结构进行对比.对于这些井身结构,研究了水平段总长度及各分支间距(SBL)的影响.     

多分支井开采X煤田2区煤层气数值模拟研究

煤层气的特殊性决定了开发方式不能等同于常规天然气,20世纪90年代后期发展起来的多分支井技术,以其独有的特点成为高效开发煤层资源的有效手段。研究选用CMG软件中的GEM模拟器对多分支水平井开发煤层气合理分支间距、煤层渗透率、煤层含气量以及煤层厚度等参数对开发效果的影响等进行模拟预测。结果表明,多分支井分支间距是影响开采效果的关键因素,间距增加产气量增加,增加幅度会逐渐变小,研究区合理分支间距为200m左右。煤层气渗透率是产气量的主控因素,与产气峰值、累计产气量都呈正相关关系。煤层含气量及煤层厚度对产气量均产生较大影响,都与单井产气量成正比。不同井型进行生产预测时,多分支井比U型井的采收率提高3.8%,在单井产量和生产时间上都表现出明显的优势。     

煤层气藏中一种模拟压裂直井的等效方法

直井压裂是1种开发煤层气的重要方式,如何准确模拟直井压裂后的排采规律是数值模拟研究的难点。根据压裂直井和两分支水平井流线的相似性,提出了1种等效模拟方法,推导出了直井压裂缝传导系数和虚拟多分支水平井传导率之间的数量关系,根据该关系式等效模拟直井压裂后的排采规律。以沁水盆地南部一口压裂气井FZ-005井为例,进行实验结果对比,证明该等效方法符合实际应用需要。     

煤层气钻井技术的经济性分析

目前中国煤层气开发主要集中在低渗煤储集层区域,采用的钻井技术主要包括两种:一是常规直井技术,二是多分支水平井技术.基于两种钻井技术,首先在不考虑产能接替的情况下,针对相同井控面积对全直井方案和全多分支水平井方案进行比较;然后在考虑产能接替的情况下,针对相同设计产能对全直井方案和混合井型方案进行比较.采用投资回收期法和净现值法计算了各个方案在不同煤层气目标区实施后的经济评价指标,比较分析了两种钻井技术在未来中国煤层气开发中的技术经济潜力.认为,采用常规直井技术可以实现一定经济效益,是目前乃至今后一段时间的首选技术;多分支水平井技术更加适合低渗煤储集层开发,可以大幅提高煤层气产量,但钻井投资过高,风险较大,需要在钻井设备和技术人员逐步实现本土化后,再进行推广使用.     

密切值法在煤层气井井型优选中的应用研究

针对目前常用的多目标决策方法多存在缺点的现状,进行了密切值法在煤层气井井型优选中的应用研究。对国内外煤层气井常用的射孔压裂直井、U形水平井、V形水平井和羽状水平井4种井型,以数值模拟为手段,利用Eclipse软件进行了产能预测,并在此基础上进行了经济评价,然后综合考虑累计产气量、净现值、投资回收期、内部收益率和钻井风险系数等5项评价指标,应用密切值法优选了延川南区块煤层气井井型。产能预测和经济评价结果表明,该区块羽状水平井优势明显,15年累计产气量达5.058×108 m3,高于其他井型;净现值1.21亿元,是其他井型的5~11倍;投资回收期3.96年,约为其他井型的1/3;内部收益率0.28,约为其他井型的2倍。据此进行密切值法评价,结果显示该区块4种井型方案从优到劣的排序为羽状水平井、U形水平井、射孔压裂直井和V形水平井。      

我国煤层气固井技术难点及对策

我国煤储层与美国煤储层特性不同,与常规油气储层特性及产出特点也有较大的差异,由于在制定适合我国煤层气储层特性及开采特点的固井技术上缺乏针对性,导致后期开采存在诸多难题。从煤层地质及工程因素的角度出发,对国内固井技术及存在的问题进行深入调研分析,指出了我国煤层气固井的难点、固井工艺及水泥浆体系应具备的特性,并提出了从煤层特性及开采角度出发,研究满足后期压裂以及储层改造的固井工艺及水泥浆体系,优选出煤岩吸附量少、早期强度高、保护储层,对渗透率影响小且外加剂在低温下配伍性好的水泥浆体系;建立固井工艺及水泥浆对煤层压裂裂缝影响的诊断与评估技术体系,合理设计水泥浆密度,实现近平衡压力固井,保护煤层等建议。     

煤层气羽状水平井的开采优化

羽状多分支井在煤层气开采中具有巨大的潜力,其井型的优化布置是多分支井成功开发煤层气的关键。目前在煤层气羽状多分支井产能预测和井型优化这方面的研究并不多,给现场生产造成了困难。为此,以多分支井产能数值计算方法为基础,研究了多分支井的分支角度、分支间距和分支长度对产能的影响。结果发现：为了获得较高的产能,多分支井的井筒应垂直于最大主渗透率方向;对于给定的煤层气藏,存在一个最优的分支间距,既能保证较大的控制面积,又能保证分支间的互相影响;随着分支长度的增高,产气量也显著增大,但是考虑到煤层边界和井筒压降的影响,分支长度也应该有一个比较合理的值。     

高阶煤层气高效开发工程技术优选模式及其应用

高阶煤层气井的平均单井产气量低已成为制约我国煤层气产业发展的主要瓶颈之一,直接导致了煤层气开发经济效益低。为此,基于不同煤储层的地质条件,选择适用于煤层气高效开发的工程技术是提高当前高阶煤层气开发效益的关键。在剖析影响高阶煤层气开发效果的地质因素的基础上,建立了高阶煤层气开发的地质模式,并针对不同的地质模式优选出了相应的开发工程技术。结果表明:(1)影响高阶煤层气开发效果的主要地质因素按其影响程度从小到大依次为:煤体结构、煤岩变质程度、地应力、临储比;(2)据此划分了直井压裂、裸眼多分支水平井、U型和顶板仿树形水平井、鱼骨状和单支型水平井等4种工程地质模式。结论认为:直井压裂和裸眼多分支水平井仅适用于煤体结构好、变质程度高的地区;而低成本、后期可维护、占地面积少的单支型水平井和鱼骨状水平井适用范围广,是适宜大力推广的井型。     

非均质储层裂缝长度和井距的优化

在低渗透天然气储层的开发中，井距和水力压裂处理设计是两个控制施工作业的最重要的因素。以前对裂缝长度和井距的最优化研究假定渗透率，孔隙度、厚度等是均质的。本文的分析说明了了解渗透率的空间变化和渗透率各向异性的重要性，地质统计技术与经济指标和油藏模拟相结合，给出了致密天然气储层的油藏描述的定量值。     

煤层气多分支井身结构设计模型研究

煤层裂缝系统由众多不同类型的裂纹组成,原始裂纹与应力变化产生的新裂纹形成网状结构。煤层气多分支井增产机理在于实现广域面的效应,可以大范围地沟通煤层裂隙系统,扩大煤层降压范围,降低煤层水排出时的摩阻,大幅度提高单井产量和采收率。根据流体管路串联和并联原理,建立了层流和紊流条件下的分支井眼长度与直径的约束方程,推导出多分支井身结构协调方程,建立了多分支井身结构设计的理论基础。根据不同的煤层地质条件,设计出2类紊流型和3类层流型的多分支井身结构模型,可用于煤层气田多分支井优化设计。     

煤层气开采井组合方案设计与分析

我国煤层气地面开发目前大多以直井为主,分支水平井和U形井为辅,但是单井产量普遍较低。国外针对煤层地质特点,开发了V形井、多向羽状分支井、多层开采等新型开采模式,提高了煤层气单井产量,降低了采气成本。借鉴国外经验,详细设计了新型煤层气开采井组合方案:2口工程井成90°、共用1口抽排直井,2口工程井V形布置、共用1口抽排直井,锚形水平井和组合式锚形水平井等。以鄂尔多斯保德地区某煤层气区块的地质参数为依据,利用Eclipse气藏模拟软件,模拟分析了各方案的单井产气量、单井建井成本以及经济效益。与传统直井、分支水平开发模式对比发现,新方案能大大提高煤层气的单井产量,降低单位体积采气成本,提高经济效益。其中组合式锚形水平井的产气量最高,单位体积采气成本最低;V形井的经济效益最高。最后,针对新型煤层气开采井组合的研究现状,提出了发展建议。      

大庆敖南油田第一口阶梯水平井钻井实践

大庆敖南地区葡萄花油层渗透性低、油层层数多、储层厚度薄、隔层厚度小,为加快此类油层的经济有效开发,开展水平井和直井联合开发试验研究,决定采用阶梯式水平井进行开发。通过对油层段的反复穿越,增大油层暴露面积,大幅度提高单井产量、提高储量控制程度,使未动用储量达到经济有效开发。在分析大庆外围油藏储层特点的基础上,介绍了敖南油田第1口阶梯水平井敖南242-平317井的设计施工情况,阐述了薄油层阶梯形水平井施工的一些难点和相应的技术措施。该井的成功完钻,证明中半径阶梯形水平井可以提高薄油层砂岩钻遇率,适合于敖南区块开发,具有推广价值;同时也为低渗透、多油层的经济有效动用提供了技术支持,为拓展勘探领域和相似地质条件下未动用储量的经济有效开发奠定基础。     

水平井压裂选井选层技术探讨

压裂水平井的开发效果和经济效益均优于压裂垂直井,横向裂缝水平井的生产效果好于纵向裂缝水平井,而水平井压裂选井选层是决定压裂效果的关键环节,成功的选井选层可提高压裂成功率和有效率,产生更高的经济效益。不同类型储层的压裂选井选层影响因素也不同,砂泥岩地层压裂的主要影响因素是储层物性、电性、含油气性和岩性,而碳酸盐岩地层压裂的主要影响因素是缝洞储集体的发育情况。探井和开发生产井的选井选层影响因素也不同,探井主要考虑地质静态参数．而开发生产井则侧重于生产动态数据。压裂选井选层人工智能系统能够根据目标区块已有的压裂数据,建立压裂效果的各类预测模型,运用这些模型实现对目标区块目的井（层）的压裂效果预测,从而达到智能化选井选层的目的。文中通过对地层不整合油藏、屋脊断块油藏、厚层底水块状油藏、缝洞型碳酸盐岩油藏及低渗透油气藏等不同类型油气藏水平井压裂选井选层影响因素的分析,提出各自的选井原则和思路,为不同类型油气藏水平井压裂选井选层提供了依据。     

薄互层特低渗油藏联合井网与沉积相模式的适配性

薄互层特低渗透油藏储集层厚度小,物性差,采用压裂水平井-直井联合井网开发,能够提高单井产能和储集层动用程度,但由于受储集层非均质性和水力裂缝的影响,水平井极易过早见水,导致暴性水淹,带来开发风险,需设计合理的井网与裂缝的适配关系,以延长水平井生产寿命。以大庆油田某典型薄互层特低渗油藏为例,建立了考虑不同沉积相组合模式的水平井-直井联合井网精细油藏数值模型,采用复杂井和流线模拟技术,研究了压裂水平井分段动用情况,揭示了单裂缝分段产出规律与渗流特征。由于不同沉积模式储集层物性差异较大,压裂水平井含水率上升不再遵循均匀驱替规律,而是物性较好的河道相内驱替增强,物性较差的席状砂沉积相内驱替减弱。同时,水力裂缝的存在会导致流线转向,加速高渗通道的形成。为延缓高渗通道形成,进一步研究了典型沉积相组合模式与裂缝参数的优化配置,并提出了提高开发效果建议。     

裂缝性碳酸盐岩底水油藏合理打开程度与合理井距

针对塔河油田S48单元油藏特征,应用油气渗流理论推导出了裂缝性碳酸盐岩底水油藏打开程度与井网密度的匹配关系式.用此关系式可确定该类油藏给定打开程度下的合理井距及给定井网密度下油井的合理打开厚度.研究认为:该类油藏的合理打开程度不宜超过50%,且在打开程度为50%时合理井距最大.开发过程中,随着含水饱和度的增加,合理打开厚度减小;随着垂向渗透率与水平渗透率比值的增加,合理打开厚度增大,合理井距减小.鉴于此,实际生产中应逐段封堵打开井段;实际布井中应根据不同区域的裂缝发育情况,采取不均匀布井方式;在井网的后期加密中应根据已有井的实际参数来确定与之匹配的新井位置和打开厚度.图5表1参15     

低渗煤储层背景下高渗带主控地质因素及模式

沁水盆地南部郑庄区块相邻煤层气井地质条件和开发工艺基本相同,但产气量却有巨大差异。针对这一现象,利用构造裂隙填图、煤体结构测井解释、裂隙特征压裂曲线反演、构造曲率分析等技术,分析了煤储层裂隙系统的发育特征;从古地应力场演化、原地应力测试入手,讨论了煤储层裂隙优势方向上有效应力对渗透率的控制作用。研究认为,煤储层裂隙系统的发育特征和优势裂隙方向的有效应力,是低渗背景下高渗带的主控地质因素。建立了3种渗透率发育地质模式：一是裂隙系统发育适中与有效应力匹配型,煤储层渗透率高,煤层气井产量高;二是煤储层裂隙系统过度发育型,无论有效应力适中或者过高,两者条件均不匹配,储层渗透率较低,产气量低;三是有效应力过高型,无论裂隙发育程度如何,均会导致煤储层渗透率较低,产气量低。研究成果对于相似地质条件的煤层气区块内高渗带预测具有借鉴意义。     

水平井技术在薄层低渗透油藏开发中的应用

欢喜岭油田欢2-11-13块为低孔低渗储层,平均油层有效厚度3.9 m,利用直井开发钻井成本高、井网密度大、储量控制程度低、开发效果差。水平井开发的可行性论证认为,薄层低渗油藏适合部署水平井,可充分发挥水平井与油层接触面积大、产量高的优势。水平井投产后,单井平均日产油17.9 t,是周围直井的9.0倍,达到了改善开发效果的目的,同时为今后同类型油藏开发提供了借鉴和指导。