水平井节能增效研究

水平井是一种先进的二次采油技术,中国陆上利用水平井开发高渗透、高含水及低渗透率储层效果明显,具有广阔的应用前景。伴随着中石油、中石化各油田年钻水平井数的不断增加,水平井节能增效问题显得尤为明显。本文从水平井的技术优势、分段射孔当量井径模型及低渗透储层产能方程3个不同的角度,进行了水平井与普通直井相比节约土地资源、节省钻采器材费用和节省用电量3个方面来提高经济效益的研究。本文的研究结果为水平井在油田实际应用中节能增效提供了理论依据。     

水平井产能影响因素的分析

根据水平井产能公式，通过对公式的分析以及通过计算表明地层厚度、储层各向异性、水平井段长度以及地层伤害对水平井产能的影响。在考虑流动效率影响的同时，地层伤害和渗透各向异性是影响水平井产能的主要因素。针对水平井产能的主要影响因素，提出了一些改善措施，对提高水平井油气产能，并降低钻井和开采的难度及成本，充分发挥水平井开采技术的经济效益，有重要的意义。     

根据压裂水平井生产动态预测致密油藏相关参数的方法

线性流是致密油藏压裂水平井中的主要流动特性。根据压裂水平井的生产动态数据,预测致密油藏原始地质储量快速有效。介绍了一套求解致密油藏特征参数的经验公式和计算流程。在此基础上,通过实例分析,和矿场生产实际相结合,论证了这套计算方法的实用性。     

变形介质低渗透油藏的产能影响因素分析及合理压差的确定

实验表明低渗透油藏在渗流时存在启动压力梯度,有些低渗透油藏还具有介质变形的性质。因此在开发低渗透变形介质油藏过程中,启动压力梯度和岩石的强应力敏感性是必须考虑的基本特征。结合具有变形特性的低渗透油藏的产能公式分析产能的影响因素,并为高效地开发低渗油藏确定合理的生产压差。     

低固相氯化钾盐水钻井液在PFP190井的应用

PFP190井是大庆采油七厂的一口致密油水平井,也是大庆致密油水平井提速增效的第一口试验井,使用低固相氯化钾盐水钻井液进行三开井段的施工作业。在三开施工过程中,低固相氯化钾盐水钻井液在抑制粘土水化分散、携岩、井壁稳定、润滑和提高机械钻速、保证固井质量等方面都有突出表现。创造了目前大庆致密油水平井三开造斜段最高日进尺202.26m、水平段最高日进尺300.15m、三开一趟钻最长进尺1047.32m等多项记录。     

低渗透油藏水平井试井分析及应用

水平井试井分析是水平井渗流理论的一个重要应用。为了高效开发低渗透油藏,最大限度地提高低渗透油藏的采收率,在前人理论基础上对低渗透水平井试井进行了详细研究,详尽分析了水平井试井的物理模型、数学模型、流动段的划分及其曲线特征,最后用低渗油田实测资料进行了验证。     

低油价下致密油资源经济效益评价研究

美国致密油采用"水平井+体积压裂+工厂化"模式实现了工业化开采,我国致密油开发总体上仍处于准备阶段。在致密油开发的核心技术中,水平井加体积压裂是提升致密油产量的利器。这意味着相比常规石油,致密油的单井投资更为高昂。在低油价下,油气田开发企业的生产经营陷入困境。在成本制约下,致密油开发的经济效益评价至关重要,而压裂水平井水平段的优化设计尤为关键。由致密油压裂水平井全生命周期产能预测模型计算出单井产油量,利用折现现金流量法评价水平井钻井压裂过程中水平段长度和压裂级数对经济效益的影响,得出存在相对最佳的水平段长度和压裂级数范围使得单井经济效益达到最优。实际制订水平井开发方案时,应考虑单井产量、投资、成本和效益的综合影响,制订最优开发方案。     

永乐油田ZP22区块致密油平台长水平段水平井钻井设计优化

大庆松辽盆地北部永乐油田ZP22区块为渗透率低、产能低的致密油储层非常规油气资源,与国内外典型致密油储层相比,大庆松北扶余致密油储层具有单层厚度更薄、纵向集中度和横向连续性更差的特点,需要探索非常规油气规模效益开发的新途径。在永乐油田ZP22甜点区采用水平井平台钻井的开发方式,通过对施工难点分析,进行井身结构优化、轨道设计优化、水平井防碰技术、旋转导向技术等关键技术研究,同时针对扭方位大的三维井,提出了井眼轨道设计的新方法。在ZP22区块6个平台13口水平井进行应用,施工效果显著,造斜段机械钻速同比提高65.9%,水平段机械钻速同比提高36.2%。     

大庆油田超薄层阶梯水平井开发技术

在分析了大庆外围低渗透油藏储层特点的基础上,介绍了利用水平井钻井技术开发大庆低渗透油藏的成功实践,并针对阶梯水平井井眼轨迹特点,进行了井身结构、轨道剖面和井眼轨迹控制等几个方面的优化设计,同时也对钻柱组合的井眼通过能力进行了分析和评价,为该类型水平井的钻井设计和现场施工提供理论依据和借鉴。并通过钻井实践,阐述薄油层阶梯水平井在施工过程中的一些技术难点及相应的措施,同时通过实施开发的实例证明利用阶梯水平井技术开发薄油藏具有广阔的开发前景,对大庆油田后期开采具有重要意义。     

低渗欠饱和煤层气井产能分析新方法研究

为准确获取煤层气井物理性能参数,提出了一种简便的基于生产初期排水数据的产能分析新方法,首先,考虑煤层普遍具有的低渗特征,引入调查半径公式,计算各个时刻煤层气井压力波前缘位置,然后,基于连续稳态方法,推导各个时刻考虑应力敏感与压力波扩展的稳态渗流方程;最后,对渗流方程进行线性化处理,得到适用于低渗欠饱和煤层气井的产能分析新方法,该方法的可靠性与应用性通过与数值模拟以及现场实例对比进行研究。研究结果表明:新方法预测的渗透率与实际渗透率间的误差为2.38%,表皮因子的误差为6.59%,满足现场工程应用需求,新方法能够准确获取储层物性参数,为气井后期产能预测,生产制度调整提供有效理论依据。     

吉木萨尔凹陷致密油水平井录井导向技术探讨

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油开发由于单井自然产能低,需采用水平井+压裂改造等工艺才可获得工业产能,而地层单层厚度薄、岩性复杂、薄互层频繁交互的特点,制约着该区水平井地质导向工作,通过不断摸索、创新,总结出一套适合于该类水平井地质导向方法——地层倾角追踪法确保准确中靶,碳酸盐含量分析法和地化精细评价法指导水平段轨迹调整。目前在该区14口水平井中得到成功运用,很好地解决了储集层选择、准确中靶和水平段轨迹的调整等水平井施工中的关键问题,为致密油地层勘探开发一体化奠定了坚实基础。     

煤层气体积压裂水平井产能分析

由于煤储层地质特征和割理发育,压裂形成的人工裂缝多为缝网结构,常规的产能方程不适合煤层气体积压裂水平井产能分析,因此将煤层水平井增产改造物理模型假设为两区复合模型:裂缝波及区考虑为一个渗透率显著改善等效区域,裂缝未波及区渗透率极低;从渗流力学基本原理出发,利用儒柯夫斯基变换,借鉴Joshi对水平井产量公式研究思路,推导出煤层气体积压裂井产能公式,分析影响煤层气体积压裂水平井产能的主控因素,为准确预测煤层气体积压裂水平井产能提供技术指导。     

拟稳态扩散的煤层气井动态模型及应用

扩散对煤层气井生产动态具有非常重要的作用,为现场人员能够快速有效地对煤层气井生产动态进行预测,需要建立解析形式的动态模型。以拟稳态扩散和体积物质平衡方程为基础,建立气体扩散量与含水饱和度的关系,结合拟稳态产能方程,得到考虑煤层气体拟稳态扩散的动态预测模型。模型对煤层气井生产中后期具有较好的拟合度,通过计算,认为扩散作用在整个开发过程中对煤层气产量均有影响。扩散作用能提高煤层气峰值产量,特别是对煤层气后期产量有很重要的稳定作用。扩散系数越大,煤层气峰值越高,后期产气量越高,且稳产时间更长;扩散对累积产水影响较小;煤层气开发后期,扩散作用越强烈,储层压力下降越平缓,煤层气稳产时间越长。     

营11低渗透油藏调整井钻井液密度优化设计

调整井钻井中,正确合理地进行钻井液密度设计,对于安全钻井和保护油气层至关重要。为解决低渗透油藏实际钻井生产难题,保证安全钻井,以胜利油田营11断块低渗透油藏为实例,针对低孔、低渗特性的地质特点,考虑低渗透油藏启动压力的基础上,根据达西径向流理论,探索出一套适合低渗透性油田调整井钻井液密度设计的压力传导公式。通过采用压力传导经验公式,在构造断层认识的基础上,采用动静态综合分析,预测出低渗透油藏待钻井处的地层压力增值,成功地解决了油田调整井钻井液密度的设计问题,在钻井生产的实践应用中取得了较好的经济效益。     

评价煤层吸附气解吸能力的生产数据系统分析新方法

主要考虑了煤层气开发过程中吸附气非稳态解吸的关键因素作用,建立了考虑吸附气非稳态解吸的煤层气直井的线性渗流模型,并通过全隐式有限差分方法求得了内边界定流量、外边界封闭渗流模型的数值解。通过数值结果分析主要表明了非稳态解吸系数会使得无因次瞬时井底压力与压力导数的双对数特征曲线在封闭边界控制的拟稳态流动段均出现下落趋势,两曲线间距离变宽,不再急剧上翘收敛为一条直线;这是由于吸附气解吸能及时补充到气藏,减缓了地层压力的降落;而井筒储集系数不影响由封闭边界控制、受吸附气解吸作用影响的拟稳态流动段;表皮因子影响拟稳态流动段无因次井底压力的变化,但不影响拟稳态流动段无因次井底压力导数的变化。该线性渗流模型仍满足Duhamel原理,生产数据分析时可利用反褶积技术手段,首先将按照拟压力定义线性化的变流量生产数据转化为单位流量下瞬时井底拟压力数据,然后基于所建渗流模型的数值解以及主要参数的敏感性影响分析结果,通过瞬时井底压力特征曲线拟合方法对反褶积处理后的归一化生产数据进行分析,可解释出表征煤层吸附气解吸能力的非稳态解吸系数、煤层渗透率、表皮因子、外边界半径等重要参数。由此建立了煤层气直井生产数据的特征曲线系统分析方法。最后,通过一口煤层气直井的实际生产数据分析验证了所提出的煤层气直井生产数据特征曲线分析方法的有效性和实用性;并采用解释参数数据进行模型计算,分析了吸附气解吸作用对煤层气井流量贡献的瞬时变化规律;还通过公式推导表明了当煤层中渗流到达稳态时,整个煤层吸附气解吸速度将等于煤层气井生产的流量。     

柳林煤层气区块不同井型产能分析研究

对鄂尔多斯盆地柳林煤层气区块压裂直井与多分支水平井的生产状况进行了分析。多年的排采生产历史表明,该区块内大多数压裂直井的产量低于预期,特别是生产1~2 a后的产量,只有预期的30%左右;而投产的多口多分支水平井的产气量较高和稳定,与预期的结果相当。根据柳林区块的地质特征、生产历史和煤层气开采的数值模拟模型,对不同井产能进行了分析,并与现场生产数据进行对比,研究不同井型的产气机理、产能大小及其影响因素。研究结果表明,压裂裂缝的支撑效果差及裂缝的先期闭合是导致压裂直井后期生产效果差的主要原因,而该区块的综合地质特征更适合于采用多分支水平井技术。结合数模,分析了水平井的排采控制范围以及煤层厚度、储层系数、分支水平井结构参数等对煤层气产能的影响。     

樊庄区块煤层气水平井产能模式划分及分类评价

为探究水平井开发动态及生产特征,对樊庄区块56口煤层气水平井的实际生产资料进行了跟踪研究,确定了4种产能模式(低产气井、中产气井、中高产气井和高产气井),共计8个亚类。分析了不同产能模式气井的生产特征及影响其开发效果的部分因素,并提出了相应的水平井开发建议,结果表明:制约水平井开发效果的主要因素为地质因素、工程因素和管理因素,其中又以煤储层富集高产认识、断层识别及工程上的井眼稳定性问题尤为突出;根据地质条件合理部署井位,尽量避开断层,同时综合考虑煤层产状、煤体结构、顶底板稳定性及高煤阶煤储层固有力学性质对钻井的影响,排采过程中保证排采连续性,才能实现煤层气水平井的高效、绿色开发。     

启动压力梯度对致密油藏水平井裂缝参数的影响

致密油藏流动能力差,水平井压裂后形成基质与裂缝两种差异明显的介质,流体在两种介质中的渗流规律不同,在基质中存在很高的启动压力梯度,不同渗流规律的耦合对致密油藏压裂水平井开发产能及开发动态规律的研究提出了新的难度。本文建立了考虑不同基质低速非线性渗流规律的致密油藏压裂水平井产能模型,并在此基础上研究了启动压力梯度对致密油藏压裂水平井开发动态的影响,将整个生产周期分成了第一线性流、裂缝干扰流、第二线性流和边界控制流四个阶段,并认为启动压力梯度具有缩短第一线性流与第二线性流的稳产阶段的作用,不利于致密油藏的有效开发;同时,启动压力梯度对裂缝参数的优化具有重要的影响,越高的启动压力梯度需要更长、更密、更多的裂缝才能进行有效的开发。     

精细建模技术在薄互层稠油油藏开发后期的应用

利用定量地质建模技术建立杜48块杜家台油藏断层模型、层面构造模型、沉积相模型和属性模型,得到油藏三维精细数据体.应用精细油藏描述成果修正油藏微构造,寻找油藏潜力层,优化水平井井位及轨迹.根据优化结果,在研究区域优化设计实施水平井1口,已累计产油3379t,最高日产油42.3t;精细对比杜零组油层,优选补射潜力井3口,目前累计增油1071.8t.研究成果在稠油老区二次开发的现场应用中取得了较理想的开发效果.     

工厂化水平井优快钻井技术研究

东部油田外围区块非常规油气资源(致密油),采用水平井钻井方式进行开发,但此类资源储层具有地层压力低、渗透率低、产能低等特点,采用常规水平井钻井方式无法实现该类储层的安全、高效、规模、效益开发,为了有效开发此类储层,主要应用工厂化水平井钻井模式,通过对井眼轨迹优化、工具及参数的优选、提速技术与事故复杂预防以及批量钻井的研究,来保证工厂化水平井得以优快施工。