低渗透致密气藏压裂水平井不稳定产能研究

产能评价技术是压裂水平井的关键技术,而对于低渗致密气藏压裂水平井,其渗流机理较为复杂,常规产能监测方法难以描述压裂水平井开发早期产量、压力递减情况,无法客观地预测气井的生产动态.为了对低渗致密气藏压裂水平井产能进行准确评价,从渗流机理出发,并通过将压裂水平井地层渗流数学模型、井筒流动模型、井口节流模型相结合,建立了压裂水平井产量预测模型,采用不稳定产能评价方法,利用生产数据,实现低渗致密气藏压裂水平井产能预测.实例应用表明,常规直井压裂模型计算结果与实际生产数据明显偏差较大,压裂水平井不稳定产能评价方法计算结果更为合理,该方法可用于低渗致密气藏压裂水平井产能评价及其它生产参数的计算.     

致密气藏水平井参数优选研究

为了解决靖边气田致密低渗区已投产水平井开发效果普遍较差的问题,有必要确定水平段长度、渗透率等产能影响参数的范围,提高其开发的效果和经济效益。通过水平井产能影响因素的敏感性分析,初步确定了产能的主要影响因素;综合利用气藏工程、数值模拟和经济评价等方法,确定了渗透率、水平段长度等影响水平井产能的主要参数范围,建立了适合靖边气田的水平井参数优选流程。以优选的水平井参数为基础,预测了试验区水平井的无阻流量。结果表明:不同因素对水平井产能的影响程度存在差异,但渗透率、水平段长度等参数对水平井产能影响较大。确定了影响致密气藏水平井产能的地层压力、渗透率、水平段长度、储量丰度等参数的范围。产能预测结果表明:参数优选后的水平井井网开发效果良好,说明建立的水平井参数优选流程有效。所以,水平井参数的优选,对致密气藏的水平井选井及设计十分重要。     

低渗致密气藏水平井分段压裂优化研究

水平井分段压裂是开发低渗致密气藏难动用储量的重要技术手段,而水平井分段压裂参数优化设计研究是这类气藏有效开发的基础。针对常规网格加密和气藏工程在描述水平井压裂方面的不足,提出了应用PEBI网格加密进行水平井分段压裂参数优化设计的方法。以某低渗致密气藏为例,通过建立低渗致密气藏的地质模型,研究了压裂水平井水平段长度、裂缝条数、裂缝长度以及裂缝导流能力对水平井产能的影响,结果显示:水平井段长800 m、裂缝5条,裂缝半长70 m,裂缝导流能力为3.03～3.06μm2·cm,且在气藏中下部时开采效果最佳。该研究对低渗致密气藏水平井渗流规律和优化水平井参数具有重要的指导意义。     

深部致密气藏水平井的多次水力压裂增产措施

本文扼要介绍了成功地用于一完井总垂直深度（ＴＶＤ）为１５６８７英尺的水平井的压裂增产措施。ＳｏｅｈｌｉｎｇｅｎＺ１０井，位于德国海上的赤底统砂岩中，其增产程度包括压裂多级流量注入测试；利用支撑剂冲蚀来减少井眼周围的限制以及小型压裂数据分析，还包括使用开启的环空来分析增产措施及个性设计。文章提出并讨论了该水平井采用与井眼相垂直的水力压裂增产措施时在设计和实施方面的和经验。     

深层致密气藏水平井压裂的潜能

Ｍｏｂｉｌ Ｅｒｄｇａｓ－Ｅｒｄｏｌ ＧｍｂＨ公司德国西北部极致密的Ｒｏｔｌｉｅｇｅｎｄｅｓ“主力”砂岩层中钻成了世界上最深的水平井，并对它进行水力压裂。该井测量深度１８８６０ｆｔ，包括一个２０６０ｆｔ的水平段和４条水力压裂裂缝。目前稳定产量１８００万ｆｔ＾３／ｄ，４条裂缝４的压约为４３５０ｐｓｉ，累计天然气产量超过２０亿ｆｔ＾３，这项多次压裂技术经济地开采极致密的Ｒｏｌｉｅｇｅｎｄｅｓ“主力”砂     

致密气藏中压裂水平井的动态分析

将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合 ,获得了预测压裂水平井产能的简单方法 ;系统地分析了影响水平井产能的主要因素 ,其中包括水平段长度、气层厚度、地层渗透率的各向异性以及人工裂缝的裂缝半长等。研究表明 ,在渗透率低于 0 .1× 10 - 3μm2 的致密气藏中 ,压裂裂缝表现为无限导流裂缝的假设是合理的 ;对于给定的气藏 ,存在最佳的水平段长度 ;裂缝半长对产能具有较大影响 ;水平井压裂适用于气层分布稳定、厚度较小、具有一定垂向渗透率的气藏。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

水平井分段压裂是低渗致密气藏增产改造的关键手段,压裂水平井的产能预测和影响因素分析对气藏的高效开发具有重要指导意义。基于气体流动中的压降分析,通过对地层段、裂缝段、射孔孔眼段和井筒段的压降进行耦合,综合考虑裂缝应力敏感性、孔眼周围气体汇聚效应和井斜角的影响,建立了压裂水平井产能预测新模型,并分析了速度系数、井斜角、应力敏感系数等因素对产能的影响。实例计算表明新模型预测精度较高,便于工程应用。垂直裂缝产量沿井筒呈中部低、端部高的"倒钟形"分布,且跟端方向裂缝产量略高于趾端方向。随速度系数减小,气井产量先增加后稳定不变,增加幅度随裂缝条数增加而加大;气井产量随井斜角增加而增加,且增加幅度随水平段长度增加而加大;生产后期,裂缝应力敏感会显著降低气井产量,应力敏感系数越大,产量越低。     

吐哈油田致密气藏水平井钻井液技术

针对吐哈油田温吉桑区块致密气藏长水平段水平井钻井技术难点,结合地层岩性特征,在室内岩石矿物组分分析的基础上,评价了3种钻井液体系的抑制性、抗高温性、润滑性及储层保护性能,优选出了适合该地区水平井安全钻井的乳化原油聚磺钻井液体系。现场应用表明,该钻井液体系具有较强的封堵防塌、携岩和润滑性能,钻井中井下复杂事故明显减少,目的层段井径扩大率为7.63%,解决了长水平段井壁易垮塌的难题。     

致密气藏水平井压裂产能预测研究

水平井压后产能准确预测是一项技术难题,前人建立水平井裸眼完井压裂产能预测模型较少,且现有模型在计算裸眼井筒产能时没有考虑裂缝和裸眼井段之间的相互干扰。在前人研究基础上,将任意两条裂缝之间裸眼井段处理为等效裂缝,与人工裂缝做同样的离散化处理,根据复位势理论、势的叠加原理以及数值分析理论,建立了水平井裸眼完井压裂产能预测模型,并考虑了水平井井筒压降,结果更符合实际。该模型计算结果表明,裸眼完井方式下,产能仅在生产初期高于射孔完井产能,裂缝条数、长度及间距组合对产能影响较大,但对于低渗、特低渗油气田来说,裂缝导流能力以及裂缝与水平井筒夹角对产能影响不明显;井筒两端裂缝产量几乎是中间裂缝产量的两倍,建议压裂时裂缝长度以"U"型排列为宜。     

致密低渗透气藏有效供气半径的确定

为研究启动压力梯度对致密低渗气藏气井有效供气半径的影响,通过实验得出了苏里格气田苏6井区有效渗透率与启动压力梯度的关系;结合气体稳定渗流理论,推导出有效供气半径的计算公式,得到了不同渗透率和启动压力梯度及一定井底压力下有效供气半径的理论图版。实例计算表明,相同配产量下启动压力梯度对有效供气半径的影响比较明显。     

致密气藏水平井分段压裂缝参数优化

目前水平井分段压裂技术是致密气藏和非常规气藏开发的热点增产手段,而该技术的增产效果很大程度上取决于压裂缝参数。国内外很多学者对裂缝参数单因素进行了优化研究,很少考虑各参数对产能的综合影响作用,亟需裂缝参数组合优选研究。通过对X致密气藏进行数值模拟研究,探究了不同裂缝参数对致密气藏开采的影响规律,利用正交试验方法研究了不同裂缝参数对产能的综合影响作用。结果表明,X致密气藏的最佳裂缝参数组合是:压裂缝6条、裂缝长度140 m、裂缝导流能力30μm2·cm、裂缝错开分布、水平井中部裂缝间距大于根部和趾部裂缝间距。裂缝参数对X致密气藏开采效果的影响顺序是:裂缝分布>裂缝导流能力>裂缝间距>裂缝数>裂缝长度,并进一步提出X致密气藏为实现压裂增产,应主要通过优化裂缝分布方式,提高裂缝的导流能力,而不是单纯的增加裂缝的条数和长度。     

大数据挖掘技术评价致密气藏水平井产能

为准确评价致密气藏压裂水平井的产能,通过分析致密气藏压裂水平井产能的影响因素,采用大数据技术进行数据过滤,给出了影响产能的2个大类9个子类40个因素,并优选出主要因素。运用主成分分析方法、线性回归方法进行影响因素的排序,并建立多因素影响下的产能方程。研究表明,采用大数据挖掘技术建立的产能评价方程预测的气井产量与实际产量相比,精度达到90%。研究内容为大数据技术在致密气藏储集层地质认识、大规模压裂技术、气井动态特征等领域的应用拓宽了思路。     

致密气藏分段压裂水平井产能评价新思路

由于储层物性、投产方式与渗流机理的差异,致密气藏与常规气藏的水平井产能评价存在很大差异,常规气藏水平井产能模型在致密气藏中存在诸多局限性。根据作者对国内外致密气藏分段压裂水平井开发效果的研究,从致密气藏水平井分段压裂的实际出发,提出了压裂水平井产能评价的新思路,即以单压裂段为单元,采用单压裂段压降叠加分析方法和单压裂段产量递减分析方法,合理评价单压裂段产能、最优压裂段数和对应的水平井或气藏产能。通过国内外的两个实例的应用与分析结果证明,该套思路和方法对于致密气藏分段压裂水平井产能评价具有很强的适用性和可操作性。     

致密气藏水平井产能图版及应用

水平井分段压裂技术是提高苏里格气田单井控制储量和采收率、实现规模有效开发的关键技术。根据一点法产能方程绘制了水平井产能图版,利用初期生产数据可快速获取水平气井的绝对无阻流量,作为气井合理产量的参考指标。通过分析６３ 口气井的实际生产数据,回归得到平均日产气量与无阻流量之间的关系式,可用于指导气井初期配产。研究结果显示：利用水平井产能图版,仅需初期生产数据即可快速、直观地估算苏里格气田水平井的绝对无阻流量,误差范围在１０％以内;水平气井的绝对无阻流量越大,其配产系数越小,二者呈负指数关系。该方法对评价压裂水平井产能、指导致密气藏产能建设有积极意义。     

致密气藏应力敏感性实验

致密气藏由于其特殊的构造特征,其应力敏感特征会与常规气藏有所差别。为了更好地模拟地层真实情况,研究致密气藏的应力敏感性,利用定外压变内压的方法进行了含束缚水的致密气藏岩心的室内应力敏感性评价。结果表明,致密气藏不存在强应力敏感性。随着孔隙流体压力的降低,致密气藏岩心的渗透率和孔隙度均不断下降。随着渗透率的降低,渗透率敏感性逐渐减弱;随着孔隙度的降低,致密气藏岩心孔隙度敏感性逐渐减弱。且对于致密气藏岩心来说,其孔隙度敏感性总体较弱,基本可以忽略,其渗透率敏感性程度要强于其孔隙度敏感性。     

水平井探测半径及其计算方法

目前,油气井探测半径的计算方法均是针对直井,对于水平井测试或生产过程中的探测范围的研究较少,而水平井探测范围又是评价井控储量大小、确定水平井对油气藏的控制程度的重要参数。水平井在生产时仅在近井地带与直井的渗流方式不同,而在远处均为平面径向流动。据此,可以将水平井的渗流问题转化为虚拟直井的渗流问题,利用前人将水平井段简化为拟圆形生产坑道的设想,借鉴直井探测半径定义和评价方法,提出了水平井探测半径的概念,并将水平井探测半径的问题转为虚拟直井探测半径的问题,解决了水平井探测半径的计算难题。运用该方法可以优化油气藏水平井设计,并根据生产动态实时评价水平井对储量的动用程度、正确评估水平井开发的技术优势。     

吐哈盆地北部山前带深层致密气藏水平井钻井技术

吐哈盆地北部山前带和斜坡区致密气资源前景广阔,水平井技术是实现致密气有效开发的重要途径。但北部山前带水平井钻井中存在高陡构造地层倾角大,直井段井身质量控制困难;大段煤系地层、薄互层等复杂地层发育,井壁稳定性差,坍塌严重、复杂事故频发;深部地层可钻性差,水平段施工钻头破岩效率低,钻井周期长等一系列技术难题。通过优选适合北部山前带水平井的井身结构、井眼轨迹和钻井液体系,开展个性化钻头、煤系地层安全定向钻井、小井眼长水平段旋转地质导向钻井技术攻关和现场应用,形成一套适合于北部山前带致密气藏水平井优快钻井技术系列,达到提高水平井机械钻速、有效缩短钻井周期的目的,为实现致密砂岩气藏的“安全、高效、优质、经济”勘探开发提供强有力的技术支持。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

应用位势理论、叠加原理和流体力学的相关原理,建立了考虑裂缝干扰、污染表皮、裂缝非均匀分布、裂缝与井筒有限导流,以及裂缝-井筒汇聚流、裂缝内高速非达西流动的压裂水平井稳态流动数学模型,给出了模型的数值求解方法,并运用模型预测了实际水平井产能,分析了产能的影响因素。结果表明,该模型适用性强,能用于各种复杂情况下的水平井产能预测,预测精度较高;由于裂缝间的干扰作用,各条裂缝产量存在差异,水平井筒两端裂缝产量高,中间裂缝产量低;水平井产能随水平段长度、裂缝半长、裂缝导流能力的增大而增大;裂缝污染表皮对产能影响显著,产能随表皮系数的增加而急剧下降,因此应尽量减少压裂作业对地层的伤害;在相对合理裂缝间距范围内,裂缝分布形式对产能影响不明显;井筒半径对井筒压降有影响,应根据水平井产能的高低,设计合理的井筒半径。     

考虑渗透率和流体黏度的致密油藏探测半径

探测半径是评价油藏控制程度和井控储量的重要参数。为了解决低渗透致密油藏探测半径计算方面存在的问题,建立了考虑渗透率和黏度的模型,推出了新的导压系数,得到了考虑流体和地层因素的微分方程。在此基础上,应用稳态依次替换法和质量守恒法推导出相应的探测半径方程,并用数值方法求解。研究结果表明:低渗透致密油藏地层中新的导压系数比经典理论中的导压系数小;探测半径与井的产量有关,同时也与渗透率和黏度的变形系数有关,渗透率的变形效应会减小探测半径,黏度的变形效应会增大探测半径。     

致密气藏分段多簇压裂水平井产能计算新方法

水平井分段压裂技术可有效改造致密油气藏,压后产能计算方法是一大研究难点。为更加快速有效地计算水平井压后产能,根据等效渗流理论,采用高渗透带表征复杂多簇缝网,利用平板流公式推导等效渗透率及高渗透带宽度的关系式;基于点汇离散法,应用位势理论和势的叠加原理,考虑裂缝间的相互干扰,建立致密气藏分段压裂水平井非稳态产能计算模型;以川西须5段页岩砂岩交互水平井分段多簇压裂为实例进行压后产能预测,半年后期稳产在2. 5×104m3/d左右。日产量模拟结果表明:高渗透带长度对低渗透致密气藏分段多簇压裂水平井产能影响最大,高渗透带条数次之,而高渗透带渗透率和间距对日产量影响相对较小;以累计产量为目标优选出高渗透带渗透率为40μm2,高渗透带半长为80～100 m,高渗透带条数为4条,间距为50 m。