爆燃压裂油井产能电模拟实验评价

为分析爆燃压裂增产机理及爆燃压裂对油藏渗流场和油井产能的影响,根据电流场和渗流场的相似原理,设计了爆燃压裂油井产能电模拟实验方案,通过实验研究了爆燃裂缝参数对油藏渗流场和油井产能的影响,并与油井产能数学模型的计算结果进行了对比分析。结果表明:越接近爆燃裂缝线性单向流越明显,说明爆燃裂缝改变了地层流体在地层中的渗流方式;爆燃裂缝前端等压线发生了明显弯曲和集中,证明裂缝前端有汇流存在;电流比随爆燃裂缝长度和裂缝数量的增加而增大,但增大幅度逐渐变小,最优爆燃裂缝数量为5条;保角变换产能数学模型计算结果与实验结果的平均相对误差为4.95%,节点系统分析产能数学模型计算结果与实验结果的平均相对误差为12.02%,证明保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型具有较好的精度和工程适用性。      

低渗油藏水平裂缝井增产规律研究

针对低渗油藏压裂开采特征,基于稳定流理论,利用等值渗流阻力法,考虑了启动压力梯度和地层污染等因素的影响,推导出了低渗油藏有限导流水平裂缝井的增产率预测模型,并在此基础上研究和分析了各因素对增产规律的影响。研究结果表明:启动压力梯度对油井压裂后增产率影响较大;在一定裂缝导流能力下,裂缝长度越长,对油井压裂后增产率的影响越强;在一定裂缝长度下,存在1个最佳裂缝导流能力;在裂缝参数中,增加裂缝长度比增加裂缝导流能力更重要,且更易实现;污染半径不同,压裂增产措施改善程度差别较大。     

爆燃压裂油井产能热稳态数值模拟评价

根据温度场和渗流压力场的相似原理,利用ANSYS热稳态数值模拟模型,分析了爆燃裂缝参数对油藏渗流压力场和油井产能的影响,并与爆燃压裂油井产能数学模型的计算结果进行了对比。结果表明,爆燃裂缝的存在,使靠近裂缝处流体的渗流方式由径向流变为线性单向流,且爆燃裂缝渗透率高,提高了地层流体在油藏中的渗流能力和油井产能;爆燃裂缝前端等温线发生明显弯曲和集中,证明裂缝前端存在汇流现象;保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型的计算结果与ANSYS热稳态数值模拟结果的平均相对误差分别为6.13%和7.6%,验证了保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型具有较高的精度和工程适用性,可为爆燃裂缝参数设计提供依据。     

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。     

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。     

安塞油田长6低渗透油藏重复压裂机理与效果分析

采用理论与实际相结合的思路,建立了重复压裂弹性变形方程以及裂缝扩展判据和裂缝流量公式。采用应变能强度作为判据,可以计算出压裂裂缝的扩展方向。裂缝的转向半径随着压裂液视粘度的上升而增大。根据低渗透油藏的生产特点和人工裂缝的渗流特征建立的油藏与裂缝渗流的数学模型可计算重复压裂后流体的采出(注入)量。进行了裂缝导流能力试验,研究了裂缝参数对重复压裂后的动态影响。重复压裂要取得理想的增产效果,一靠尽可能延长支撑缝长,增大泄油面积;二靠增大导流能力。大型重复压裂就是采用大砂量、大排量进行压裂,增大裂缝长度,采用高强度的支撑剂增大了压裂后油层的导流能力。对安塞油田长6层地质特征进行的重复水力压裂作了效果分析。     

裂缝对压裂充填井产量的影响研究与应用

在海上浅层油气资源开发中,常常遇到物性较差的弱胶结疏松砂岩储层,同时面临防砂和增产问题,需要采取压裂充填措施。考虑疏松砂岩的应力敏感性,同时考虑长期裂缝导流能力的衰减,建立端部脱砂压裂的油藏-裂缝渗流系统三维两相数学模型。求解后获得压裂充填后裂缝缝长、裂缝导流能力对产量的影响规律,根据模拟结果获取最佳的参数值。结果表明:对疏松砂岩储层进行压裂充填,其产量对裂缝长度较为不敏感,而受裂缝导流能力影响非常大;裂缝长度和导流能力增加带来的相对增产效果存在一个最高值;压裂充填形成的裂缝导流能力下降较快,但油井长期累计产量受其影响产生的下降幅度远小于导流能力自身的下降幅度。     

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。     

低渗油藏整体压裂数学模型研究与应用

低渗油藏往往存在启动压力,以往的整体压裂数学模型中的相对渗流率计算没有考虑启动压力和支撑裂缝失效的共同影响,通过长期导流能力的实验,回归支撑裂缝导流能力与闭合应力及时间的变化关系式,在此基础上建立了考虑启动压力和水力裂缝长期导流能力的整体压裂数学模型,并对整体压裂模型进行求解,分析了裂缝长度和导流能力对油井产能的影响,模型更能够反映低渗透储层的渗流特征,可用于指导低渗储层的整体压裂优化设计。     

致密油藏层内爆燃压裂缝网渗流及产能特征

利用类分形树状网络理论表征复杂的爆燃次生裂缝,考虑启动压力梯度和压敏效应影响,耦合基质非线性渗流区、爆燃次生裂缝波及范围的椭圆线性渗流区、主裂缝线性渗流区,建立了致密油藏水力裂缝层内爆燃压裂非线性渗流稳态模型。实例计算表明:对于致密油藏,爆燃压裂较常规水力压裂在提高增产效果方面具有明显优势,增产效果约为常规水力压裂的1.5倍。爆燃改造区域渗透率K_(in)与裂缝分形维数D_f成正比、与迂曲度分形维数D_t和裂缝分叉角度θ成反比。层内爆燃压裂增产效果主要受爆生裂缝距离影响,与裂缝分形维数D_f、迂曲度分形维数D_t相关性不强,因此选用能量释放率低或具多级反应速率的爆燃药剂,减小裂缝分叉角θ,增加爆生裂缝长度,扩大储层改造体积,是提高产能、优化储层改造效果的重点。     

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针对松滋油田鄂深10井压裂施工大量前置液滞留地层,造成裂缝伤害的具体情况,设计了一套清洗酸液体系。在室内设计出模拟鄂深10井裂缝伤害过程的环流实验流程和实验方法,这套方法能模拟压裂液由地面进入地层的动态过程,能模拟压裂液不彻底破胶或压裂液残渣残留对裂缝造成的伤害。通过环流实验,证实所设计的清洗酸液体系能有效分解瓜胶残渣,解除裂缝堵塞。根据鄂深10井地层伤害特点,在施工工艺设计上采用大剂量、大排量的裂缝清洗剂,跟进较高浓度盐酸,达到清洗裂缝和改善近缝地层的渗透性的目的。施工结果表明,通过裂缝清洗和酸化改造,该井产能得到了较大程度提高。     

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.     

多级酸压在超深裂缝型碳酸盐岩水平井的应用

塔里木油田奥陶系碳酸盐岩油藏以裂缝、溶蚀孔洞为主要储集空间,具有超深、高压和高温的特点。裂缝以中－高角度缝为主,既是储集空间又是主要的流动通道,孔喉配合度低,连通性差,需要酸压才能建产。影响酸压效果的主要因素是长裸眼井段酸压方式的选择以及酸蚀裂缝是否沟通有效缝洞储集体。针对以上难点,开展了各级酸蚀裂缝长度、导流能力、施工规模、前置液比例和排量等参数优化,优选压裂液和酸液,形成差异化的多级酸压优化设计方案。现场施工效果表明,设计参数合理、有效,多级酸压技术适用于超深裂缝性碳酸盐岩油气藏的增产改造。     

川西页岩-砂岩交互水平井压裂参数优化设计

针对川西须家河组五段页岩-砂岩交互及埋藏深情况下的水平井无成熟压裂优化设计方法可借鉴的难题,以XYHF-2井为例,从脆性指数、天然裂缝发育程度、地应力等方面分析了水力裂缝形态;将压后复杂的水力裂缝形态等效为高渗透带,采用数值模拟方法以累积产量为目标优选了高渗透带特征参数;根据等效渗流原理,建立了高渗透带特征参数、岩石力学参数、实验测试导流能力和压裂规模的数学关系模型,并确定了各段压裂规模。研究结果表明：砂岩段容易形成中等水平复杂性的裂缝系统,页岩段容易形成低水平复杂性的裂缝系统;高渗透带特征参数对累积产量的影响程度从大到小依次为：高渗透带数量、高渗透带渗透率和高渗透带长度,XYHF-2井最优的高渗透带数量为10段,渗透率为1.5 mD,单翼长度为160 m。现场应用结果表明,该设计方法符合须家河组五段地质特征,取得了工区非常规储层的勘探开发突破。该设计方法可以进一步推广至须家河组五段后续压裂井的方案设计。     

裂缝性储层缝网压裂技术研究及应用

裂缝性储层压裂井生产能力主要受主裂缝沟通的天然裂缝系统控制区域的大小影响。裂缝性储层压裂改造后,短期产量来自高导流能力的主裂缝,长期产量则主要来自天然裂缝网络。常规压裂以抑制天然裂缝扩展形成主裂缝为主,其控制的渗流区域较为有限,这与压裂增产形成矛盾。因此,要提高压裂井改造效果,需要保证压裂形成的裂缝形态为网络裂缝,沟通更大的渗流区域和更远的裂缝作用距离,充分发挥主裂缝和天然裂缝网络的增产优势。在研究水力压裂裂缝网络形成条件的基础上,对缝网压裂的关键参数进行了分析研究。现场应用结果表明,缝网压裂的增产效果远远高于常规压裂。     

哈法亚油田孔隙性石灰岩储层酸压先导性试验

中东地区哈法亚油田的Mishrif油藏为强非均质性整装背斜油藏,在构造边部进行酸压先导性改造试验过程中,受边底水影响,改造规模有限;储层岩石岩性纯不利于酸压过程中酸液的非均匀刻蚀;杨氏模量低,应力隔层遮挡能力较差,不利于缝长的延伸和缝高的控制;酸岩反应后原油乳化问题严重不利于返排.数值模拟和实验结果表明:针对储层特点,...     

页岩储层水力压裂支撑裂缝导流能力影响因素

支撑裂缝的导流能力是评价页岩储层水力压裂施工效果的一项重要参数,其大小受到多种因素影响。文中开展了支撑剂类型、颗粒大小、铺砂浓度等对支撑裂缝导流能力影响的室内实验研究。结果表明:陶粒的导流能力明显高于石英砂和覆膜砂,在低闭合压力条件下,20~40目陶粒的导流能力最大,在高闭合压力条件下,组合支撑剂的导流能力明显高于单一支撑剂;铺砂浓度越大,裂缝导流能力越大;循环应力加载模式下,裂缝导流能力比稳载时下降了31.7%,经过滑溜水和胍胶压裂返排液污染后,裂缝导流能力分别下降了33.9%和76.5%。研究成果指导了X-4井的现场压裂施工,该井措施后产气量较高且稳定生产,压裂增产效果较好。     

复杂缝网页岩压裂水平井多区耦合产能分析

针对页岩储层水平井压裂开发中复杂缝网形态、纳微米孔隙—复杂缝网—井筒多尺度渗流规律认识不清等问题,开展了针对性的研究:(1)通过巴西劈裂实验,诱导压裂缝的产生;(2)通过X射线CT扫描,观测岩样内部压裂缝形态,测得压裂缝开度;(3)结合压裂缝形态描述和气体在基质—复杂缝网—井筒中的渗流机理,在多尺度统一渗流模型的基础上,建立考虑扩散、滑移及解吸的水平井单段压裂改造产能方程;(4)考虑多级压裂区干扰及水平井筒压降,建立页岩储层多级压裂水平井产能预测模型。研究结果表明:(1)压裂缝形态为复杂网状缝;(2)测得压裂缝开度为4.25~453.00μm,平均为112.00μm;(3)不同缝网形态下页岩气表现出不同非线性渗流规律;(4)随着重改造区裂缝密度、重/弱改造裂缝分布范围的增大,产气量逐渐增加,压裂段间缝网渗流区域发生干扰,产气量增加幅度减小;(5)模拟水平井筒长1 500 m、重度改造区缝网半长100 m时,压裂10级产能效果最好。结论认为,需要合理地控制压裂程度、优化裂缝参数,才能为页岩气压裂优化设计等提供技术支撑。     

四川盆地龙马溪组页岩储层缝网导流能力优化

水平井分段压裂技术是页岩气开发的关键技术,其方案设计需要对缝网几何参数及导流能力进行优化。目前,借用产能预测模型优化缝网参数的过程较为复杂且忽略了自支撑裂缝对缝网导流能力的影响。根据水电相似原理,将压裂后的复杂缝网细分为支撑裂缝以及自支撑裂缝,提出了等效裂缝的概念,并得出了基于不同裂缝形态的复杂缝网导流能力优化模型,确定了支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力之间的关系。结合四川盆地龙马溪组Y1井储层及流体参数,进行水平井分段压裂设计,优化出30/50目与40/70目陶粒的最佳铺砂浓度分别为3kg/m²和5kg/m²,70/140目支撑剂无法满足导流能力需求,自支撑裂缝能够满足导流能力需求。结合Meyer模拟得出Y1井30/50目的砂比为2.5%~3%,40/70目砂比为3.5%~4%,有效地减少了支撑剂量,并取得良好的经济产能,值得推广应用。     

武隆区块常压页岩气水平井分段压裂技术

渝东南武隆区块页岩气储层水平应力差较大,高角度裂缝及层理缝发育, 难以形成复杂体积裂缝,低角度裂缝较难开启,裂缝转向难度大,同时储层为常压储层,要实现经济开发难度较大。为此,在分析武隆区块常压页岩气储层压裂改造技术难点的基础上,以提高裂缝的复杂程度、增大储层改造体积为目标,以滑溜水为压裂液,通过优化射孔簇间距、射孔簇长度和簇间暂堵,提高高应力差异系数下裂缝的复杂程度;采用连续加砂工艺和优化压裂规模,提高裂缝导流能力和保证裂缝在页岩气储层中延伸,形成了适用于武隆区块常压页岩气水平井的分段压裂技术, 并在隆页2HF井进行了现场试验,压裂后产气量达9.4×104 m3/d。分析隆页2HF井压裂资料发现,应用该技术可以提高裂缝复杂程度,形成网络裂缝,提高常压页岩气单井产量,从而实现常压页岩气的经济开发。