致密气藏压裂、生产联作不压井管柱工艺技术

致密气藏是主要的气藏类型之一。本文针对致密气藏压后不便更换管柱的生产难题,分析了目前工艺现状,开展了技术攻关,形成了压裂、生产联作不压井工艺管柱技术。该技术具有分层压裂可靠、施工简单、作业及排液速度快,对储层伤害低,缩短了分层改造施工和试气周期等优点,从根本上解决了压井作业对储层的伤害,对提高致密气藏单井产能及总体效益有着积极意义。     

致密气藏不稳定渗流的两段渗流模型研究

根据致密气藏的实际渗流特征,将致密气藏低速非达西渗流段和线性渗流段简化为两直线段,并用达西渗流方程描述低速非达西段的渗流特征,这样既简化了问题的处理,又考虑了临界流速、临界压力梯度和启动压力梯度对致密气藏压降动态的影响;然后,根据该渗流模型建立了致密气藏不稳定渗流的数学模型,并运用Laplace变换和Green函数方法求出了该数学模型的Laplace空间解.     

封闭边界对变形致密气藏压裂井渗流影响

针对变形致密气藏的储层特征及渗流机理,利用摄动变换机制和反叠加方法求解圆形、矩形封闭变形致密气藏有限导流垂直裂缝井无量纲拟井底流压,绘制变形致密气藏压裂井试井理论曲线图版,形成一套快速有效的致密砂岩气藏压裂井动态反演技术及动态产能确定方法。通过苏里格气藏压裂井实例分析,验证了应力敏感性致密砂岩气藏压裂井产能递减典型曲线图版的准确性,有助于致密砂岩气藏的高效开发。     

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。     

致密气藏水平井多段体积压裂复杂裂缝网络试井解释新模型

水平井多段体积压裂是目前致密气藏开发的主要手段,体积压裂后井筒周围将产生形态各异的复杂裂缝网络,但目前大部分适用于压裂水平井的试井渗流模型仅假定压裂缝为单一主裂缝,使得试井解释结果与实际情况之间存在着较大的误差,以致于无法准确获取改造区的缝网特征参数。为此,基于非结构化离散裂缝模型,建立了一种考虑复杂裂缝网络的致密气压裂水平井试井模型,然后利用三角单元和线单元混合的有限元方法对模型进行求解,进而获得了不同缝网形态(矩形、椭圆形及双曲形)下的水平井试井典型曲线;在此基础上,分析试井曲线特征及其影响因素,并与常规单一裂缝模型的试井曲线进行了对比,最后应用新模型对鄂尔多斯盆地庆阳气田二叠系山1段气藏一口多段体积压裂水平井进行了试井解释。研究结果表明:①缝网模型与单一裂缝模型试井曲线的最大区别在于早期阶段,改造区拟径向流特征取代了第一线性流特征;②改造区拟径向流阶段结束的时间主要由改造区大小和形状决定,改造区越大则改造区拟径向流阶段持续的时间越长,改造区形状越趋近于长条形则新模型试井曲线特征越接近于单一裂缝模型;③改造区拟径向流阶段的压力导数值主要由缝网导流能力和缝网密度决定,改造区缝网密度越...     

致密油藏体积压裂水平井半解析渗流模型

由于非常规油藏特殊地质条件,导致在进行大规模水力压裂过程中形成了复杂的裂缝网络,复杂缝网的出现导致油藏渗流规律发生变化。基于体积源函数在准确描述复杂缝网形态的基础上,考虑复杂缝网内渗透率,建立了致密油藏体积压裂水平井半解析渗流模型,模型结果的正确性得到了油藏数值模拟的验证。计算结果表明,含有复杂缝网的油藏渗流过程可以分为6 个流动阶段:线性流、供给流动、过渡流、双径向流、晚期径向流以及边界控制流动。缝网渗透率主要影响早期线性流和供给流动,次生裂缝渗透率对供给流动影响较大;过渡流、双径向流以及晚期径向流动受复杂缝网几何尺寸影响较大。该模型为预测体积压裂水平井的产能、认识体积压裂水平井渗流规律以及评价体积压裂效果提供了一种非常有用的方法。     

基于三参数非线性渗流的致密气藏数值试井分析

目前在低渗透储层的试井模型中,常采用具有平均启动压力梯度的拟线性渗流方程,然而拟线性渗流方程只能反映低渗透流动的启动压力梯度特征,不能描述流动的非线性特征。三参数非线性渗流方程既反映了启动压力梯度特征,也描述了非线性凹形曲线。为了提高致密气藏试井资料的解释精度,完善低渗透非线性试井理论,建立了一种基于三参数非线性渗流方程的致密气藏数值试井模型。利用有限差分方法求解模型,获得了井底压力响应曲线及储层压力分布。分析了压力响应曲线和压力分布特征,对比了三参数非线性模型与拟线性模型的结果,并研究了最小启动压力梯度和平均启动压力梯度的影响。研究结果表明：系统径向流阶段的压力导数曲线偏离0.5线,压降曲线的上翘幅度取决于平均启动压力梯度,压力恢复曲线的上翘幅度取决于平均启动压力梯度与最小启动压力梯度的差值。外边界响应的早晚和动边界扩展速度取决于最小启动压力梯度。     

压裂火山岩气井不对称裂缝产能模型研究

随着松辽盆地徐深气田火山岩气藏投入开发,急需开展压裂火山岩气井产能的研究,从而指导气田开发。基于气体单相稳定渗流规律,针对压裂后不对称裂缝特征,引入保角变换和等值渗流阻力原理,建立了压裂火山岩气井不对称裂缝产能模型,同时分析了火山岩气井压裂裂缝的不对称性对产能的影响。结果表明：火山岩气井单条裂缝产能与不对称性没有关系,随着裂缝长度的增加,产能增加幅度相同;对于压裂双裂缝气井来说,随裂缝长轴长度增加产能增加的幅度最大,随裂缝短轴长度增加产能增加的幅度最小;对称裂缝产能模型是不对称裂缝产能模型的特例,不对称裂缝产能模型具有更广泛的适用性。     

金华—秋林致密气藏直井层内分簇压裂裂缝扩展规律及应用

造长缝是金华—秋林地区沙二段致密气藏直井压裂改造的主要目标,如何进一步提高裂缝长度对该储层的勘探开发有重要意义.针对该问题,文章基于工区储层地质特征,建立了直井压裂裂缝扩展数值模型,分析了射孔簇数、射孔位置等因素对裂缝形态的影响.研究结果表明,储层全部打开时,裂缝高度最大,长度最小,分2～4簇射孔时,裂缝高度相对较低,...     

致密气藏压裂水平井温度剖面影响因素分析

由于缺少水平井温度剖面预测模型,且影响温度剖面的主导因素不明确,导致根据分布式光纤温度测试数据反演解释致密气藏压裂水平井产出剖面十分困难。为此,建立了考虑多种微量热效应和裂缝系统传热的致密气藏压裂水平井温度剖面耦合预测模型,模拟分析致密气藏压裂水平井储层温度分布和井筒温度剖面特征,并采用正交实验分析和定量实验分析方法评价不同影响因素对温度剖面的影响程度。研究表明:各因素对致密气藏压裂水平井温度剖面的影响程度由大至小依次为裂缝半长、单井日产气量、储层渗透率、井筒直径、裂缝导流能力、水平段井筒倾角、储层总导热系数;主导因素为裂缝半长、单井日产气量和储层渗透率。温度模型的建立和温度剖面主导因素的确定为致密气藏压裂水平井产出剖面、裂缝参数等定量解释奠定了理论基础。     

致密油藏压裂水平井产量预测

针对致密油藏压裂水平井流态复杂及全生命周期产量预测误差大的问题,在对前人经验递减模型适用性研究的基础上,选取以不稳定流和过渡流为主导的产量指数递减（SEPD）模型及以边界控制流为主导的指数模型进行组合,通过结合节点处的产量相等和递减率相等,构建了以边界控制流时间为节点的全生命周期新型分段产量预测模型,同时建立了广义回归神经网络算法下的边界控制流时间预测方法及分段函数的最小二乘法拟合参数求取方法。结果表明,不论是否到达边界控制流,新模型普遍比单一SEPD模型和指数模型的拟合度高,其预测结果更接近于生产后期的指数评估结果,误差小于5%。     

Analytical Production Modeling for Hydraulically Fractured Gas Reservoirs

This article presents a complete analytical method to efficiently generate gas production profiles from hydraulically fractured reservoirs. Equations for production rates are first developed incorporating fracture parameters in the diffusivity-based drawdown solutions for transient as well as pseudo steady-state flow conditions. Some important considerations for modeling the key propped-fracture parameter—dimensionless fracture conductivity—are detailed for realistic production prediction. A time-step algorithm is then discussed to apply the rate equations to generate production profiles over a period of time. Analytical equations are presented to update declining reservoir pressure and resulting rock and gas properties in every time-step as functions of cumulative gas productions. Finally, a simple new equation is developed through a series of parametric applications of the two rate equations, to determine the time to switch from the transient rate equation to the pseudo steady-state equation, particularly in low-permeability reservoirs. To establish confidence in the predictability of the model, results are verified by a numerical reservoir simulator. Thus, the model is a high potential for efficient repetitive computation in early-stage design optimization of hydraulic fracture treatments for gas reservoirs.     

A New Model of Fractured Horizontal Well Coupling With the Tight Gas Reservoir at Unsteady State

Abstract

Based on the geologic characteristics of tight gas reservoir, an anisotropic gas reservoir/fractured horizontal wellbore coupling model is derived by the Green functions and Newman product principle at unsteady state. The model considers the gas pseudopressure drop and the simultaneous production of the fractures and horizontal wellbore. It can be used in both unsteady state and quasisteady state. The factors that influence the productivity and the comparison between different producing modes are presented as well.     

低渗透油藏压裂水平井地质优化设计技术

压裂水平井技术是开发低渗透油藏的优势技术,地质设计是压裂水平井成功的基础。通过数值模拟和油藏工程方法,对水平井与地层应力方向的配置、裂缝间距、裂缝长度和裂缝导流能力进行了优化。结果表明．压裂水平井应垂直于地层最大主应力,合理的裂缝间距为极限控油半径的2倍,无因次裂缝长度为0．5～0．6,不同的储层渗透率具有与之匹配的最佳裂缝导流能力。现场应用压裂水平井6口,日产油均在在10t以上,为相邻直井的2倍以上。     

大牛地低渗透气藏压裂井试井曲线特征研究

从压裂井试井理论物理模型出发,分析了有限导流垂直裂缝井双线性流模型和三线性流模型在渗流形式和试井样版曲线上的差别。分别利用双线性流模型和三线性流模型对大牛地气藏压裂井的典型测试井进行了试井解释,从拟合效果和实际解释结果看,大牛地气藏压裂井符合三线性渗流规律。详细研究了大牛地气藏试井曲线形态特征,发现正常形态的测试曲线有4类典型曲线,异常形态的测试曲线有3类典型曲线。对不同形态特征的测试曲线的试井解释将获得不同的可靠性参数。研究结果可为大牛地气藏的试井分析提供指导,还可为其他低渗透油气藏提供借鉴和参考。     

致密砂岩气藏含气控制因素研究与评价应用

探究致密砂岩气藏含气控制因素对实现致密气优质高效勘探开发有重要作用。研究认为致密砂岩含气储层主要受构造、岩性、物性和裂缝4种因素控制。构造高部是形成含气储层的首要条件,高含气储层对粗砂岩具有选择性,物性主要提供物质场所,裂缝发育是致密砂岩气层获得高产工业气流的关键因素。在搞清致密砂岩含气储层控制因素基础上建立了致密砂岩流体识别方法和储层分类标准,开展了气层识别与分类评价,实践应用取得了良好效果。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

压裂水平井是有效开发低渗致密气藏和页岩气藏的主要手段,压裂水平井产能是决定非常规气藏开发成败的关键技术指标.但目前能够经济、快速地获得低渗致密气藏压裂水平井产能的方法很少.基于此,采用理想模型与数值模拟相结合的方式,得出了一种能快速评价低渗致密气藏压裂水平井产能的新方法.根据我国低渗透致密气藏的地质特点,建立了单井数值模拟模型.设计了8组16次正交试验,并对其进行了修正等时试井数值模拟.模拟结果表明,储层渗透率和储层有效厚度是影响气井产能的2个主要因素,并建立了不同裂缝条数的压裂水平井的二项式产能方程系数A和B与地层系数的经验关系.通过实例验证,该方法具有计算简单、适用性强、结果可靠的特点,能够节省大量时间和成本,适合现场快速评价应用.     

致密砂岩裂缝性气藏缝网压裂裂缝复杂程度评价方法

微地震是评价致密砂岩裂缝性油气藏缝网压裂裂缝形态及几何尺寸的有效方法和手段,但其适用条件受限,且成本较高.为此,需要一种快速的、经济适用的方法来评价缝网压裂裂缝复杂程度.基于压裂泵停泵后的压降数据,利用视均质型、线性裂缝型、复杂裂缝型致密砂岩裂缝性储层渗流方程分析储层渗流模式,利用G函数分析储层裂缝形态,从而综合评价缝...     

苏里格气田强非均质致密气藏水平井产气剖面

为确定苏里格气田水平井分段压裂后各压裂段的产气能力,通过分析水平井产气剖面及其储集层非均质性、水平井渗流特征、多段压裂改造工艺、生产压差等因素影响,认为储集层物性和有效砂体发育程度是影响产气能力的主控因素,其作用大于理想模型中水平井跟部和趾端的渗流优势项作用;生产压差的增大,加剧了强非均质储集层各压裂段产气量的差异;分段压裂改造后,段内裂缝的不均匀分布,导致同一压裂段不同射孔簇的产气能力不同。因此,提出多段压裂水平井的射孔段优选、水平段差异化改造和段内暂堵裂缝均匀扩展的技术对策,以提高致密气藏的开发效果。