页岩气藏压裂水平井不稳定渗流模型及试井分析

页岩气藏基质渗透率极低,因此多采用压裂直井或压裂水平井进行开发。页岩气藏多级压裂水平井压力动态研究是获取页岩储层参数的重要手段之一,也是页岩气井产能评价的基础。然而,目前的压裂水平井模型忽略了页岩气藏的非均质性和页岩有机质纳米孔隙中的渗流机理,未考虑不同赋存空间气体流动特征的差异性。为此,文中建立了页岩气藏多级压裂水平井压力动态解析模型。基于五线性流模型,将储层分为2个上部储层区域、2个内部储层区域及人工裂缝区域。分析不同区域流动特征,并运用Laplace变换和正规摄动方法对模型进行求解。根据模型解析解绘制压力动态曲线,并进行流动区域划分和敏感性分析。研究结果表明,该模型与实际生产数据吻合度较高,具备可靠的理论支撑,能较好地描述页岩气井开发过程中的压力动态变化。     

利用试井方法评价水平井分段压裂效果

随着水平井技术及压裂技术的改进与完善,水平井分段压裂工艺技术逐渐成熟,成为低渗油气藏增产的重要措施之一,现场应用前景广阔。微地震监测和试井分析技术是进行压裂效果评价的常规技术。试井分析是对分段压裂水平井的压力恢复数据进行解释评价,计算地层参数,了解油藏物性,评价水平井分段压裂效果。本文简要介绍了水平井分段压裂技术、水平井压力恢复测试工艺、水平分段压裂井试井解释物理模型及流动特征,并给出具体井例。     

致密油藏体积压裂水平井压力特征

为研究致密油藏水平井体积压裂改造后的储层和渗流特征,文中建立了考虑基质应力敏感性的体积压裂水平井复合试井模型。内区为压裂改造区,由多级压裂水力裂缝与双孔介质模型共同表征;外区为非改造区,由单孔介质模型表征。应用叠加原理、Laplace变换、Stehfest数值反演和摄动变换技术进行求解,得到了体积压裂水平井试井模型的井底压力特征曲线。研究结果表明,体积压裂水平井的渗流可以划分为裂缝双线性流、垂直于裂缝的线性流、裂缝拟径向流等7个特征阶段。敏感性参数分析表明,致密储层的应力敏感特征在试井解释中不可忽视,渗透率模数、储容比、窜流系数、水力裂缝条数和水力裂缝导流能力对压力和压力导数特征曲线会产生较大的影响。     

线性复合油藏多级压裂水平井渗流模型

针对线性复合油藏,综合考虑压裂裂缝呈非等间距、非等半长、非等缝高、非等任意倾角等实际情况,建立了线性复合油藏多级压裂水平井不稳定渗流模型。利用点源函数理论、拉普拉斯变换、正交变换等多种现代数学方法进行求解,获得了考虑井筒储集和表皮系数影响的Laplace空间下井底压力动态响应解。编程绘制了新型的试井理论样版曲线,并开展了压力动态特征分析以及相关参数的敏感性分析。新的渗流模型不但可应用于水平井多级压裂后的渗流规律分析,还可用于实测井的试井分析,为油气田高效开发提供指导。     

基于示功图探究抽油机井产量计算

多级压裂水平井开采技术既有水平井的优点,同时兼具人工压裂的开发长处,成为有效开发致密砂岩油藏的重要技术手段。本文基于不稳定渗流理论建立了多级压裂水平井试井模型,模型考虑了裂缝属性、裂缝间距和全段射孔的。选取一口多级压裂水平井进行试井分析,并通过对比微破裂影像资料证实级压裂水平井试井解释模型的正确性和实用性。     

不动管柱多级压裂水平井产能评价方法

为准确评价低渗透、特低渗透储层,基于水平井井身结构、压裂裂缝的形态和间距,结合不稳定渗流力学理论,得出不动管柱多级压裂油气井不稳定产能评价方法。根据储层、流体、井身结构等参数,建立不动管柱多级压裂水平井产能预测的数学模型,编制软件,计算出不同生产压力下产量随生产时间的变化曲线,以及不同生产时期下井底流动压力与产量之间的关系曲线。大庆油田现场2口井中的应用,产量变化与实际误差分别为3.7%和5.5%。该方法可有效评价储层及压裂改造效果,实现多级压裂水平油气井产能评价。     

致密气藏分段压裂水平井的不稳定压力与产量综合分析方法

基于达西线性渗流的常规试井解释模型及产量递减分析模型不再适用于具有非线性渗流特征的致密气藏,采用视渗透率的方法,建立了一种综合考虑储层应力敏感、启动压力梯度以及滑脱效应的压裂水平井3D非线性渗流数学模型。利用混合有限元方法对模型进行求解,获得了非线性渗流条件下压裂水平井的试井理论曲线及产量递减Blasingame曲线。研究结果表明,应力敏感及启动压力梯度会"抬升"试井理论曲线,"降低"产量递减曲线,减小压力扩散速度,延缓外边界响应的时间。滑脱效应会小幅度"降低"试井理论曲线,"抬升"产量递减曲线,但其影响程度比较小。利用所建立的非线性渗流模型对苏里格气田压裂水平井试井测试资料进行试井解释,对生产数据进行产量递减分析,将两者解释得到的储层参数及裂缝参数进行对比校正,并通过模型预测产量与实际产量的对比,证实新方法可靠实用,能降低解释的多解性,比常规方法更先进,可用于存在非线性渗流特征的致密气藏储层动态评价。     

基于离散裂缝方法的多段压裂水平井数值试井模型

传统裂缝试井模型无法准确解释含天然裂缝储层的压力测试资料.基于数值试井理论和离散裂缝方法,建立了考虑复杂天然裂缝的多段压裂水平井数值试井模型,得到含离散分布的天然裂缝多段压裂水平井瞬态压力数值解.通过该模型,分析了不同裂缝属性对多段压裂水平井试井曲线特征的影响.为进一步验证模型在实际应用中的可靠性,对吉木萨尔油田JWA...     

致密油藏水平井重复压裂多级选井方法研究

影响水平井重复压裂选井的因素众多且关系复杂,明确影响水平井重复压裂选井的关键因素和优选重复压裂井尤为重要。将灰色关联分析法与模糊聚类方法相结合,建立多层次评价模型,定量计算影响因素的权重系数和储层综合评价因子,通过拐点法确定储层分类的阈值。在此基础之上,提出了理想重复压裂井的概念,巧妙地将体积压裂水平井特有的储层物性参数、初次完井参数和生产动态参数相结合,计算候选井与理想重复压裂井的相对欧氏距离,对水平井重复压裂增产潜力优先级排序和等级划分,形成了重复压裂选井的新方法。研究结果表明：含油砂岩长度对致密油藏水平井体积压裂效果影响最大,其次为压裂簇数和压裂段数,储层改造体积为主控因素;相对欧氏距离越小,越具有重复压裂增产潜力,大幅度提高了重复压裂选井的效率和准确性。该研究对水平井重复压裂优化设计具有重要的指导意义。     

庆深气田水平井多级压裂排液试气方法研究

低渗透储层水平井多级压裂增产技术可以进一步提高流动效率和单井产能。以庆深气田多级压裂水平井为例,分析了影响返排率的主要因素和渗流机理,优化了工作制度的制定方法,形成了庆深气田水平井多级压裂压后排液试气规范标准,建立了不稳定试井方法,为气藏试采和开发提供了依据,对指导生产具有重要意义。     

基于停泵压降分析的致密砂岩压裂效果评价

致密砂岩储层压裂效果评价方法较多,常规的压力恢复试井和净压力拟合等方法需要较多的测试数据,存在一定的局限性。因此,需找到一种快速准确的方法来评价储层的压裂效果。基于压降试井理论对压裂施工停泵后的压降数据进行分析,建立了致密砂岩压裂气井不稳定渗流数学模型,得到停泵后井底压力和压力导数的双对数曲线,通过双对数曲线可对压裂后的储层参数及裂缝特征进行评价。实例应用通过对比净压力的拟合结果和压裂后压力恢复试井的解释成果,验证了该方法的准确性。该方法充分利用压裂施工压力数据评估压裂效果,认识储层特性,可为优化压裂设计和现场压裂施工方案提供参考依据。     

带有多条2D裂缝的压裂水平井试井分析

压裂水平井技术是实现油田增产的重要手段,而试井技术是压裂水平井技术的关键。在分析国内外压裂水平井试井模型和试井解释方法的基础上,针对2D裂缝,着重研究了压裂水平井多裂缝系统的试井模型和解释方法,并分析了其压力动态特征。     

致密气藏水平井压裂缝不均匀产气试井分析

现场测试资料表明,压裂水平井部分裂缝产气量很小,甚至不产气,但现有试井模型几乎都未考虑其对试井解释的影响。因此,采用源函数、纽曼乘积方法建立了水平井压裂裂缝不均匀产气试井模型,通过数值反演得到了考虑井筒存储和表皮效应的井底压力解,绘制了水平井压裂裂缝不均匀产气试井典型图版,并研究了各裂缝产气量、裂缝半长、裂缝数量、裂缝间距和裂缝导流能力对压力动态特征的影响。水平井压裂裂缝均匀产气和不均匀产气在试井典型图版上呈现出不同特征。缝间干扰越小,早期径向流越明显,且在压力导数曲线上表现为约等于0.5/N的水平段。致密储层渗透率小,测压资料难以反映出系统径向流特征,如果把早期径向流当作系统径向流解释会导致解释出的渗透率与真实值存在约N倍的差异,因此在致密气藏试井解释中应该考虑不均匀产气对压力响应特征的影响,准确识别早期径向流阶段。最后给出了压裂裂缝不均匀产气的参数解释方法,为更细致地评价水平井压裂裂缝产气能力提供了借鉴。     

低渗气藏压裂水平井产能评价新方法

采用数值试井模拟方法,建立压裂水平井数值试井模型,模拟分析压裂水平井在各种产能影响因素下的压力一产量特征及绘制采出程度IPR曲线,采用Vogel处理方法,将采出程度IPR曲线纵坐标转换为产量无因次量,将横坐标转换为压力无因次量,对无因次化压力一产量数据进行统计和回归分析,最终形成具有普遍代表意义的压裂水平井动态IPR产能评价公式,为低渗气藏压裂水平井产能评价提供简便、快速的新方法。     

页岩气藏椭圆形多区复合模型不稳定压力分析

针对页岩气藏水平井体积压裂产生复杂缝网形态的特点,根据实际微地震监测结果,建立了页岩气藏椭圆形裂缝多区复合压裂水平井模型。考虑页岩气吸附解吸、气体扩散和气体高压物性参数与压力强非线性关系,利用非结构PEBI网格和控制体有限单元法建立了页岩气藏椭圆形裂缝多区复合压裂水平井数值试井数学模型,并结合全隐式法推导得到了其数值试井数学模型的离散形式。计算机编程绘制了其不稳定压力动态分析典型曲线,并开展了压力动态特征分析以及相关参数的敏感性分析。研究结果表明：①压力动态分析双对数典型曲线可划分为井筒储集、过渡流、裂缝间地层线性流、SRV区径向流或过渡流、体积改造区外响应段、系统径向流和边界响应8个流动阶段;②Ⅰ—Ⅴ流动阶段主要反映SRV区的渗流特征,Ⅵ—Ⅷ流动阶段反映外区物性及边界距离的影响;③吸附解吸作用越强,试井典型曲线的位置越低;④扩散系数能提高极低渗透率页岩储层的气体流动能力。研究结果不但扩展了页岩气藏水平井多级压裂模型,还可用于实测井的试井分析,为页岩气藏高效开发提供了指导。     

复合页岩气藏压裂水平井压力动态分析

压裂改造体积SRV是评价储层改造效果的重要指标,是影响压力动态的关键因素。基于页岩气吸附解吸、扩散和渗流等多重运移机制,考虑压裂改造区的影响,建立内外区均为双重介质的复合页岩气藏压裂水平井试井模型。利用源函数思想,结合Laplace变换、叠加原理等方法,采用半解析法求取无限导流压裂水平井的井底压力响应。应用Duhamel原理考虑井筒储集和表皮效应的影响,结合Stehfest数值反演,绘制复合页岩气藏压裂水平井试井典型曲线,划分流动阶段。定义新无因次变量,分析SRV半径、裂缝条数、裂缝半长、裂缝间距、扩散系数、储容比、吸附解吸系数、渗透率系数及流度比等参数对压力动态的影响,该结果可为页岩气藏的合理高效开发提供理论依据。     

水平井多级压裂后分段测试产能评价技术及应用

针对水平井多级大规模压裂改造后各段测试产量效果评价的难题,通过研究水平井压裂改造后储层流体渗流机理,建立符合压裂特征的数学物理模型,形成了利用水平井分段测试求取的压力和产量数据评价改造效果的方法,实现了各段压裂规模的实施效果评价,为水平井多级压裂方案的优化提供了详实依据。     

压裂水平井试井解释模型研究

水平井分段压裂是低渗油气藏增产的重要措施之一。针对压裂水平井的试井分析,开发出压裂水平井无限导流多裂缝渗流的半解析数学模型。该模型是一类求解无限导流多裂缝系统的井底压力和流率分布的通用机制,通过更换离散裂缝单元的压力响应,即可计算其它的油藏条件下的压力响应。分析讨论了压裂水平井的典型曲线可能展现出的裂缝线性流、裂缝拟径向流、系统线性流和系统拟径向流的4种流动机制,裂缝线性流之后的可能出现裂缝拟径向流期压力导数水平段,容易被误解为全系统的径向流段。通过现场实测资料证实了与理论动态的一致性。针对试井解释计算的实时性要求,提出了压裂水平井压力动态的快速近似计算模型,该模型可进一步应用于压裂水平井产能评价与生产动态预测。     

致密气藏压裂水平井反卷积试井模型

致密气储层的渗透率非常低,通常在0.1 mD以下,使得此类气井压裂后长时间无法达到地层径向流动状态,因此通过单个试井测试段数据无法解释出储层有效渗透率,进而无法确定水力裂缝有效半长;此外,井筒储集效应往往掩盖早期裂缝中的流态,导致裂缝导流能力这一关键完井参数求取困难。在缺失早期裂缝中流态和中期径向流态的情况下,如果强制拟合试井曲线,往往获得不唯一且偏差过大的参数解。针对这一问题,进行了反卷积试井分析方法研究。通过改进Schroeter反卷积数学模型并编制求解算法,实现了用短期试井数据和长期产量数据反演气藏瞬态压力响应历史的过程。数值试井算例验证了提出的反卷积模型及算法的正确性,反卷积后的瞬态压力响应去除了井筒储集效应,使裂缝线性流和地层径向流获得有效恢复。现场实例应用验证了提出的反卷积压力恢复试井分析方法的可行性,并证明短期的压力恢复试井数据亦能用于裂缝和储层动态参数计算,从而定量评价致密气藏水平井水力压裂施工效果。     

页岩储层多段压裂后裂缝自然闭合压力递减规律

页岩储层具有低孔隙度、超低渗透率的物性特征,目前通过水平井分段多级压裂对储层进行增产改造是高效开发页岩等非常规储层的关键技术。但由于流体在水平井多条裂缝同时闭合时的流动特征与单条裂缝时明显不同,导致现阶段针对压裂直井成熟的压力递减分析方法不能直接应用于页岩储层分段多级压裂后的压力递减分析。考虑裂缝自然闭合时引起的应力敏感效应和页岩储层中天然微裂隙发育的地质特征,采用双重孔隙介质渗流模型,分析压裂液在页岩储层中的滤失,并结合以弹塑性力学理论为基础的拟三维裂缝模型,建立裂缝体积守恒方程,得到针对页岩储层分段多级压裂后关井期内裂缝自然闭合条件下的压力递减模型。分析结果表明,储层中基质孔隙度、裂缝渗透率和应力敏感系数是影响关井时压力递减的主要因素。