非对称裂缝垂直压裂井稳态产能计算模型

为了增加单井产量和提高油田开发效益,水力压裂技术在油田开发中广泛应用.但是目前的垂直压裂井产能计算模型几乎都是基于裂缝关于井筒对称分布的假设,鲜有研究非对称裂缝垂直压裂井的产能模型.因此,针对压裂后非对称裂缝特征,考虑了无限导流和有限导流两种情况,提出非对称裂缝垂直压裂井的产能计算模型,同时分析了裂缝的非对称性对垂直压裂井产能的影响.研究表明:无限导流垂直压裂井的产能与裂缝非对称性没有关系,但是裂缝非对称性对有限导流垂直压裂井的产能影响较大;在同等条件下,非对称裂缝有限导流垂直压裂井的产能相对于对称裂缝有限导流垂直压裂井的产能偏低,并且随着裂缝总长度增加或裂缝非对称系数增大,产能偏低得越严重.     

一种精准的水力压裂井产能计算模型

在考虑水力压裂过程中流体渗滤对产能影响的基础上,提出了一种简单而又精准的产能计算模型,并将其与现有的三种模型（McGuire,Prats和Raymond）的计算结果进行了比较。现有模型假设油井附近流体的流动是椭圆流或径向流,且在不同的方位都具有渗透性,这种假设造成的结果是对油井采油指数的估计偏高。其中,Prats模型对于有限导流能力裂缝和无裂缝影响的油井得出的结果是一样的。McGuire和Raymond模型对压裂井的产能预测与实际相比,对油井采油指数的估计依然偏高。新模型针对存在有限导流能力裂缝和污染带的油井,提供了一种更为优化的预测方法,即UTPI模型,该模型能够快速而准确地计算油井的产能。这种简单的模型具有离散性,使其在计算机中更易于实现,而且所建立的水力压裂井产能计算模型更加符合生产实际。     

压裂井裂缝导流能力研究

裂缝导流能力是水力压裂中一个重要的设计参数。在国内外已有研究的基础上，着重考虑了裂缝导流能力随着时间和缝长的变化，建立了模拟压裂井裂缝导流能力的二维单相的物理模型和数学模型，并对模型进行了数值求解。通过给出的实例计算，从一定程度上验证了模型的实用性和可行性，对准确认识裂缝导流能力、完善压裂设计、优化油气井的增产措施都提供了有益的指导。     

垂直裂缝井产能及导流能力优化研究

压裂井产能评价是水力压裂优化设计的基础，对提高压裂效果有重要意义。根据不稳定渗流理论．讨论了封闭地层中有限导流垂直裂缝井完整的压力动态特征．给出了中期径向流动和晚期拟稳态流动新公式以及正确的Dupuit型产量计算公式，进而研究了两种水力压裂油藏工程优化设计方法——Prats方法和新方法。计算比采油指数曲线的导数，得到新的无量纲导流能力优化图版，由此给出一种简洁的导流能力优化计算公式。在已知裂缝平均宽度的条件下，可用该公式计算合适的水力裂缝长度，确定压裂规模．提高压裂效率。图4表1参17     

垂直裂缝井稳态产能的计算

在水力压裂中，如何针对不同有效渗透率和厚度的特定储集层，优化设计出最佳的压裂方案，是矿场技术人员考虑的首要问题之一，由于现场工作时间紧，任务重，沉有室内数值模拟的条件，先进的数值模拟软件难以发挥作用，因此，需要一种计算裂缝井产能的简易方法。     

考虑裂缝导流能力时效性的多级压裂水平井产能半解析模型

目前多级压裂水平井产能计算模型研究较多,但大部分产能模型都没有考虑裂缝导流能力时效性对产能的影响。而室内实验和矿场实践表明,在实际生产过程中,裂缝导流能力随时间不断变化。本文利用源函数法求解油藏渗流模型,利用有限差分方法离散求解考虑裂缝导流能力随时间变化的裂缝渗流模型,并通过裂缝和油藏接触面处的流量和压力相等这一边界条件,将这两者进行了耦合,得到了考虑裂缝长期导流能力的多级压裂水平井产能半解析模型。模型计算结果表明,导流能力随时间的降低,在产能预测分析中是不可忽略的因素,这一因素会改变油藏的渗流场分布,改变裂缝内的流量和压力分布,会使更多的流体通过井筒附近的裂缝流入井内。本文建立的模型和计算结果对于储层产能预测研究和实际生产都有较大的指导意义。     

压裂井裂缝导流能力研究

裂缝导流能力是水力压裂中一个重要的设计参数。在国内外已有研究的基础上,着重考虑了裂缝导流能力随着时间和缝长的变化,建立了模拟压裂井裂缝导流能力的二维单相的物理模型和数学模型,并对模型进行了数值求解。通过给出的实例计算,从一定程度上验证了模型的实用性和可行性,对准确认识裂缝导流能力、完善压裂设计、优化油气井的增产措施都提供了有益的指导。     

基于低速非线性渗流新模型的垂直压裂井产能计算

低渗透储层往往通过水力压裂提高单井产能,垂直压裂井产能的评价对低渗透油田开发尤为重要。基于低速非线性渗流新模型,建立了低渗透无限导流能力和有限导流能力垂直压裂井产能公式,并与基于达西模型和拟启动压力梯度模型的垂直压裂井产能模型进行了对比分析。结果表明:3个模型所预测的产能仅在驱替压差非常小时有区别,其中达西模型预测的产能最高,低速非线性渗流新模型次之,拟启动压力梯度模型最小;随着驱替压力的增大,3个模型预测的产能几乎一样。为了便于工程应用,用等效直井产能表示有限导流能力裂缝的产能,结果表明,等效直井井径随无因次裂缝导流能力的增大而增大,随无因次泄油半径的增大而减小。     

非对称裂缝压裂气井稳态产能研究

为了准确预测非对称裂缝压裂气井的产能,指导和优化气井压裂,根据保角变换原理,通过引入气体压力函数,建立了裂缝内气体流动的微分方程组,最后通过求解微分方程组得到了非对称裂缝压裂气井的产量计算公式。利用某油田非对称裂缝压裂气井的数据,验证了推导出的非对称裂缝压裂气井产量计算公式的准确性。利用该计算公式分析了裂缝的非对称性对压裂气井产能的影响,结果表明:在其他参数相同的条件下,裂缝的非对称性越严重,压裂气井的产量越低;当井底流压较高时,裂缝的非对称性对压裂气井产量的影响较小;当井底流压较低时,裂缝的非对称性对压裂气井产量的影响较大。因此为获得较高的产能,应尽可能保证压裂裂缝沿井筒对称分布。      

裂缝性油藏压裂井产能数值模拟模型研究与应用

研究的裂缝性油藏渗流介质包括人工压裂裂缝和天然微裂缝、大裂缝及基质，将大裂缝与基质的物质交换在微裂缝系统中加以描述，建立了含大裂缝的多重介质渗流数学模型，研制了裂缝性油藏压裂后生产动态模拟器，结合塔里木盆地塔河奥陶系裂缝性油藏参数，综合研究了天然裂缝、人工裂缝对压裂后产能的影响。研究表明：天然裂缝渗透率是影响压裂后产能的重要因素之一；人工裂缝的导流能力随生产时间递减对压裂后产量有重大影响。压裂可能导致天然裂缝污染，应采用低伤害压裂液体系。最大限度地减小对天然裂缝的伤害；增加人工裂缝长度可以改善流体沿裂缝向井底的流动性能，但随着压裂液滤失量的增大对天然裂缝的污染会加重、加深，应确定合理的压裂施工规模以获得合理的裂缝长度，避免导致裂缝长度增加而产量下降。裂缝系统连通差、渗透率较低的油藏，实施压裂也难以获得理想的增产效果；含有大裂缝的井压后产量明显高于不含大裂缝的井，但易形成水窜，可导致油井压裂后含水上升较快。图3表1参9     

压裂裂缝伤害室内模拟及裂缝清洗酸化工艺的应用

江汉盆地松滋油田鄂深10井在钻井、完井过程中，地层受到钻井液污严重染，在压裂施工中因大量前置液滞留地层造成裂缝伤害。根据该井情况建立实验室评价水力压裂裂缝伤害的方法，设计出模拟裂缝伤害过程的环流实验流程和实验方法，开展了室内岩心污染及解堵实验研究，研制出能有效分解瓜胶残渣、解除水力裂缝堵塞的配套酸液体系(以裂缝清洗剂为前置液，较高浓度盐酸为主体酸液)，并优化设计出集裂缝清洗与基质酸化解堵于一体的施工工艺，清洗裂缝和改善近缝地层渗透性同步进行。鄂深10井实施该清洗酸化工艺后产能提高较大，4month累计产油575．6t。图4表2参5     

压裂水平井裂缝与井筒成任意角度时的产能预测模型

通常采用裂缝与水平井垂直时的产能公式预测低渗透油田压裂水平井产量,而对于裂缝与水平井成任意角度时的产量预测并没有针对性的计算公式,若采用垂直裂缝压裂水平井产能预测公式则使计算结果与实际生产结果偏差较大.为了使压裂水平井产量的预测更加符合实际,综合考虑水平井压裂时的有效缝长及裂缝与水平井所成角度两方面的因素,引用了缝长因子,应用位势理论和叠加原理基本渗流理论,建立了压裂水平井产能预测模型.对S油田某一口水力压裂水平井的产量进行了预测,该井在2008年6月的产液量为4.2t/d,根据该模型预测的产液量为4.5t/d,相对误差为7.1%,验证了该模型的可行性和实用性.     

压裂注水井裂缝伤害机理与评价研究

系统分析研究了压后注水井中注入悬浮颗粒对裂缝的伤害机理,建立了岩石和裂缝的内部损害评价模型,研究了裂缝伤害对注入能力降低的影响以及不同的滤失参数对注入能力的影响。研究表明,裂缝伤害是压后注水井注入能力降低的主要因素,注入能力的降低开始很快,一定时间后趋于平稳。研究结果对注入井动态分析和制定最优的作业方案提供了科学指导。     

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。     

水力压裂支撑裂缝导流能力计算与分析

水力压裂已广泛用于油气藏开发,而裂缝导流能力是压裂优化设计的重要指标.目前很少有研究涉及到楔形裂缝的导流能力,而水力压裂后裂缝多呈现为近井筒处开口大,远井筒处开口小的楔形.在考虑支撑剂嵌入、裂缝形态(楔形)的基础上,建立了支撑裂缝导流能力计算模型,通过与文献中的数据对比验证了模型的准确性,并分析了关键参数对裂缝导流能力的影响.结果表明:沿着裂缝远离井筒,导流能力降低,降低趋势为裂缝跟端附近降低快、趾端附近降低慢;支撑剂嵌入导致有效流动空间减小、裂缝导流能力降低;裂缝宽度一定时,支撑剂越小,裂缝有效流动空间越小,导流能力越低.该文提出的支撑裂缝导流能力计算模型很容易嵌入到压裂数值模拟软件中,具有广泛的应用前景.     

变裂缝导流能力下水力压裂整体优化设计方法

就油田开发过程中水力裂缝导流能力不断降低这一特点,提出了注水开发的低渗透油田变裂缝导流能力下水力压裂整体优化设计的新方法。该方法以注采井组为研究对象,建立了新的经济模型。考虑了压、注、采的费用或收益,并应用模拟退火算法优化缝长和裂缝导流能力。计算结果表明,提高裂缝妆始导流能力民是低渗透油田压裂效果的基础。     

支撑剂嵌入对水力压裂裂缝导流能力的影响

根据室内实验,对蒙纳尔钢片、砂岩岩心板和泥岩岩心板在相同的铺置浓度和相同的裂缝闭合应力下的缝宽、渗透率以及导流能力进行了比较,就支撑剂嵌入对于裂缝宽度、渗透率以及导流能力的伤害等影响做了详细的研究。研究发现,支撑剂在裂缝闭合后将不可避免的嵌入到岩层中,砂岩纯度越高,其嵌入越小,从而对于支撑裂缝缝宽和导流能力影响越小,泥质含量越高,则其嵌入越严重,支撑裂缝的导流能力损失就越大;而对于蒙纳尔钢片几乎没有嵌入,其导流能力跟嵌入几乎没有关系。     

裂缝性油藏压裂井产能数值模拟模型究与应用

研究的裂缝性油藏渗流介质包括人工压裂裂缝和天然微裂缝、大裂缝及基质,将大裂缝与基质的物质交换在微裂缝系统中加以描述,建立了含大裂缝的多重介质渗流数学模型,研制了裂缝性油藏压裂后生产动态模拟器,结合塔里木盆地塔河奥陶系裂缝性油藏参数,综合研究了天然裂缝、人工裂缝对压裂后产能的影响.研究表明天然裂缝渗透率是影响压裂后产能的重要因素之一;人工裂缝的导流能力随生产时间递减对压裂后产量有重大影响.压裂可能导致天然裂缝污染,应采用低伤害压裂液体系,最大限度地减小对天然裂缝的伤害;增加人工裂缝长度可以改善流体沿裂缝向井底的流动性能,但随着压裂液滤失量的增大对天然裂缝的污染会加重、加深,应确定合理的压裂施工规模以获得合理的裂缝长度,避免导致裂缝长度增加而产量下降.裂缝系统连通差、渗透率较低的油藏,实施压裂也难以获得理想的增产效果;含有大裂缝的井压后产量明显高于不含大裂缝的井,但易形成水窜,可导致油井压裂后含水上升较快.图3表1参9     

多分支垂直裂缝井产能预测方法研究

针对具有多裂缝系统垂直裂缝井不稳定渗流进行研究,建立了单一介质气藏多分支垂直裂缝井产能预测数学模型,并对模型进行了数值求解,绘制并分析了裂缝参数对产能动态典型曲线的影响.结果表明,裂缝分支数、裂缝半长、无因次裂缝导流能力及裂缝表皮系数等特征参数都对产能有很大的影响.裂缝分支数越多,即裂缝密度越大,产能越大;裂缝延伸越远...