压裂水平井井网参数自动优化研究

应用压裂水平井井网开发低渗透油气藏时,选择合理的井网参数、裂缝参数是获得良好开发效果的重要保证.针对常规正交优化算法存在的局限性,应用遗传算法对水平井长度、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、井距、排距等参数进行了优化设计研究,利用数值模拟软件与编程软件的调用接口,编制了压裂水平井井网自动优化软件,实现了智能化操作,极大提高了工作效率.应用结果表明,利用所建立的方法进行压裂水平井井网参数优化,优化结果比常规正交优化算法提高10%,具有较强的实用性.     

压裂水平井井网参数自动优化技术

应用压裂水平井井网开发低渗透油气藏时,选择合理的井网参数、裂缝参数是获得良好开发效果的重要保证。针对常规正交优化算法存在的局限性,本文应用遗传算法对水平井长度、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、井距、排距等参数进行了优化设计研究,利用数值模拟软件与编程软件的调用接口,编制了压裂水平井井网自动优化软件,实现了智能化操作,极大提高了工作效率。应用结果表明,利用本文建立的方法进行压裂水平井井网参数进行优化,优化结果比常规正交优化算法提高10%,具有较强的实用性。     

低渗透油藏压裂水平井井网优化方法研究

采用压裂水平井井网是开发低渗透油藏的有效手段,但此类井网的缝网参数较多,注水开发使得渗流规律与油水分布更为复杂,诸多参数存在交互作用,井网优化难度增大。针对压裂水平井缝网参数优化过程中面临的问题,按照从局部到整体,从主要到次要的研究思路,分析裂缝半长与裂缝密度对压裂水平井单井产能的影响规律;然后根据裂缝参数技术界限,以最大采出程度和净现值为目标,研究了注采井距、水平段长度、水平井裂缝半长、注水井裂缝半长、排距等缝网参数对目标值的影响规律及相应机理,得出了缝网参数的最优组合,为低渗透油藏压裂水平井网优化提供了方法和借鉴。     

压裂水平井直井联合开发裂缝参数优化

根据大庆低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发的实际情况,采用新的势能理论,推导了多种井组条件下人工裂缝参数计算公式,编制了相应的程序,进行了低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发时压裂裂缝参数的优化;计算中考虑了人工裂缝的分布、裂缝数量、裂缝长度、裂缝方位的影响,还考虑了非达西渗流的影响.现场应用表明,由计算得出的方案为压裂水平井设计提供了有效的指导作用,在大庆低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发试验中取得了较好的效果.     

低渗透油藏仿水平井压裂参数优化研究

为提高低渗透油藏储层动用程度,可采用仿水平井(直井大型压裂)注水开发技术,但地层参数与压裂参数对仿水平井注水开发的影响有多大尚不清楚,为此,以胜利油田某区块地质数据及生产动态为基础,建立随机模型,对影响仿水平井的主要因素进行研究。主要运用单变量法和正交试验设计方法设定不同的注采参数方案,利用数值模拟技术预测各方案对应的开发指标;通过极差、方差分析,研究了地层渗透率、原油黏度、裂缝角度、裂缝半缝长、裂缝与地层渗透率倍数等对开发效果的影响。研究表明应用仿水平井注水开发效果理想。     

基于自适应遗传算法的压裂水平井参数优化

鉴于低渗透油藏水平井压裂设计中参数多且交叉影响,采用常规方法进行正交优化存在较多局限性,结合油田生产实际,选择油井的累积产油量、累积注水量和累积产水量作为分析对象,提出一种以生产净现值最大化为目标,基于自适应遗传算法的水平井压裂参数优化方法.该方法根据个体适应值大小自动选择合适的交叉与变异概率,有效避免了传统遗传算法的“早熟”和盲目搜索等问题;通过编程实现了对水平段长度、裂缝半长、裂缝条数以及裂缝导流能力的自动优化求解.以长庆油区某油田的实际资料为基础,分析了五点井网下水平井压裂参数优化过程,分析结果表明,该方法参数覆盖范围更广,与枚举法需计算4 096次才能确定最优解相比,新方法只需迭代200次,大大提高了求解速度,增强了算法的实用性.     

基于多目标遗传算法的压裂水平井裂缝参数优化研究

为了改善低渗透、超低渗透油藏油井自然产能低的状况,需对压裂水平井采油、直井注水的采油方式进行参数优化研究。以国内某区块低渗透油藏开发实例为基础,以七点法直井-水平井混合井网压裂水平井为研究对象,将多目标优化遗传算法NSGA-Ⅱ引入到水平井压裂裂缝参数优化设计中,形成了1种新的优化方法,并编制了相应的软件。该方法将水平井采出程度和含水率作为目标函数,以寻求Pareto最优解集为目的,利用软件对低渗透油藏七点法直井-水平井混合井网压裂水平井裂缝参数进行了优化设计。研究证明,该优化方法适合推广应用。     

低渗致密油藏水平井缝网压裂裂缝参数优化

水平井缝网压裂在提高低渗致密油藏水平井产能、延长稳产时间方面发挥了重要作用。目前,针对低渗致密油藏缝网压裂裂缝参数优化的研究还很少,且普遍没有考虑储层的低渗特点。为此,文中考虑了启动压力梯度和井筒摩阻的影响,采用Eclipse数值模拟工具,建立了缝网压裂的模型;并运用正交试验设计优化思路,以黄陵长6浅层低渗透致密储层为基础,开展了水平井缝网压裂裂缝参数优化研究;分析了缝网特征对缝网压裂改造效果的影响,为缝网压裂裂缝参数优化提供了一套完整思路。黄陵地区现场应用了11口井,均取得了良好效果,为低渗致密油藏水平井缝网压裂设计提供了有效指导。     

Y151井区水平井缝网压裂参数优化研究

低渗-超低渗透Y151井区采用缝网压裂水平井进行开发,但目前,针对缝网压裂水平井特征参数优化的研究很少,因此,文中使用Eclipse数值模拟软件,考虑等效导流能力和局部多重网格加密方法建立缝网压裂网络模型,同时利用"主裂缝+SRV区域渗透率"的小尺度缝网模拟方法,开展次缝、支缝与主缝之间的导流匹配研究,确定了Y151井区水平井缝网压裂的裂缝形态、井筒与裂缝延伸方向、水平段长度等参数。为Y151井区以及低渗-超低渗致密油藏缝网压裂水平井开发有着指导意义。     

低渗透薄互层油藏压裂水平井开发井网优化方法研究

根据F147区块低渗透薄互层油藏的地质特征,利用数值模拟与油藏工程方法,研究了水平井与直井联合布井井网方位、井网类型和井距排距对开发效果的影响。结果表明：该块压裂水平井与直井联合布井井网方位应以水平井位置平行于最小地应力方向为最优;井网类型应选择反九点井网;考虑启动压力梯度下F147区块极限供油半径为110 m;井网井距应该选择400 m×200 m（井距×排距）为最优。该研究对于提高压裂水平井开发此类油藏的开发效果具有重要的参考价值。     

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.     

SF气田水平井分段压裂关键参数优化设计

裂缝间距、加砂量等是水平井分段压裂设计的关键参数,直接影响着压后的增产与稳产效果。川西SF气田J3P气藏河道平面展布窄,砂体呈透镜体状,砂泥岩互层现象严重,储层非均质性强,采用常规设计方法实施压裂后,压后效果较差。为此,应用复位势及势叠加原理等基本渗流理论,结合气相拟压力函数和气体状态方程,建立了致密气藏压裂水平井在多条裂缝相互干扰下的产能计算模型,实现了水平井分段压裂的数值模拟优化。应用＂一井一策＂单井设计方法,根据单井钻遇显示、砂泥岩分布及砂体平面展布宽度等数据,对理论优化设计结果进行修正,提高了设计的针对性与有效性,对后续压裂施工设计具有一定的指导意义。     

低渗透气藏多级压裂水平井稳态产能模型

致密砂岩气藏储层物性差,需要采用水平井配合多级水力压裂技术进行开发,为此,对低渗透气藏多级压裂水平井稳态产能模型进行了研究.首先,由渗流力学基本原理,建立单条裂缝水平井等效井径模型;然后,运用叠加原理,建立了耦合水平井段管流动态的多级压裂水平井稳态产能模型,在Visual Studio 2008 C#编程环境下,对模型进行了求解,获得了多级压裂水平井产量及压力分布.在此基础上,对多级压裂水平井稳态产能的相关影响因素进行了分析,认为缝长是影响低渗透气藏产能的主要因素,而裂缝导流能力对其影响不大.通过矿场实例,计算得到西部某气藏压裂水平井单井产能为11.357× 104 m3/d,与实测产能误差为15.7％,验证了计算结果的准确性.该井在压裂施工中应尽可能提高缝长,以获得更好的增产效果.     

致密气藏压裂水平井产能计算方法

致密气藏开发普遍采用多段压裂水平井的开发模式。为了准确评价致密气藏压裂水平井产能并确定气井的合理配产,实现气井高效开发,基于保角变换理论和气水两相渗流理论,同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层有效渗透率的影响,建立了压裂水平井气液两相产能方程。通过实际生产数据验证,结果表明：无因次泄气边界大于0.55时,气井生产压差随配产增加呈下凹型快速增长;相同气井产能条件下,水气比越大气井所需生产压差越大;水平段方向与K_y方向平行时,渗透率各向异性程度K_y/K_x越大,相同产气量时的生产压差越小;水平段与渗透率主值方向的夹角θ < 30°时,相同产气量条件下的气井生产压差几乎不变。因此,从降低压裂水平井储层压力损失的角度来考虑,布井时必须充分考虑渗透率各向异性程度和水平井水平段方向的影响,同时注意控制气井配产和采取必要的控水排水措施,以便达到更好的开发效果。     

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.     

BZ25-1低渗透油田压裂水平井参数优化

为研究海洋低渗透油田压裂水平井参数,针对日Z25-1油田目前地质、开发特征,应用Ecl i pse软件建立压裂水平井机理模型,对低渗透压裂水平井参数进行优化。结果表明：日Z25-1油田水平井的水平段最优长度为400 m ;水平段最优位置为储层中部;最优压裂裂缝条数为4;最优裂缝半长为90 m。研究结果为类似油田压裂水平井参数优选问题提供了思路和借鉴     

水平井注采井网合理井距及注入量优化

为解决水平井水井为刚性水驱,推导出考虑和不考虑水平井水平段压力损失两种情况下水平井注采井网的合理井距、合理注入量公式.根据公式分析认为,水平井水平段压力损失受管径、注水量或产油量、水平段长度影响.对于特定水平井,压降损失主要受产油量或注水量影响;对于确定的油藏,影响最大井距的主要因素是水平井长度、生产井产量、水井注水量.利用该研究结果设计的塔里木油田哈得4薄砂层油藏水平井注采井网在开发中起到了降低注入压力、增大注入量、有效保持地层压力的作用,应用效果良好.图2表2参29