玛湖凹陷致密砾岩油藏四维地应力场模拟研究与应用

玛湖凹陷砾岩储层具有非均质性强、地应力状态复杂等特点,为水平井压裂优化和提高采收率方案设计带来巨大挑战。基于玛湖砾岩油藏地震叠前弹性参数反演成果,建立了四维地应力场流固耦合模拟方法,实现了从全区到单井不同尺度上四维地应力场的描述和地质力学参数的动态更新。结合压裂水平井合理分段分簇原则,形成了水平井压裂变密度分段分簇优化设计技术,有效增大缝控储量,矿场应用表明,优化后的布孔方案单井效益提升20%~30%。通过四维地应力场模拟技术,突破了储层“渗流场—应力场”动态耦合描述技术难题,实现了水平井压裂开发动态地应力场表征和加密井压裂缝网预测,可为后期钻完井设计和补充能量时机/方式优化提供支撑。研究成果对玛湖砾岩油藏全生命周期开发、实现提质增效具有重要指导意义。     

玛131井区百口泉组砾岩储集层可压裂性评价

玛湖油田百口泉组致密砾岩油藏推广小井距开发,亟需建立配套的致密储集层可压裂性评价模型.优选了弹性模量、泊松比和最小地应力等参数,结合岩心、测井、地震等资料,对玛131井区进行了三维地质力学建模.通过研究区储集层可压裂性指数(0.38～0.91)空间分布的确定,结合12口水平井的微地震裂缝监测和生产数据,可压裂性指数计算...     

考虑缝高压降的裂缝三维延伸数值模拟

在分析国内外裂缝三维延伸模型的基础上,全面考虑压裂液缝高压降、液体重力、地应力梯度、地应力差等因素对裂缝延伸的综合影响,建立一套新的裂缝三维延伸数学模型,并给出相应数值求解方法。由于考虑了压裂液缝高方向流动,建立的模型对缝高预测更符合实际,对于指导压裂设计特别是控制缝高压裂有一定的实用意义。     

玛湖凹陷风城组薄互层分层压裂优化方法

玛湖凹陷石油地质储量大,二叠系风城组储集层厚度大,油气显示佳,但薄互层岩性组合复杂,地应力变化大,需要精细分层压裂实现储量充分动用.基于数值模拟方法,研究多段储集层合压时压裂裂缝扩展的影响因素,为储集层压裂方案的选择提供依据.结果表明:储集层应力差对压裂裂缝扩展的影响最大,压裂液排量和黏度次之,储集层厚度比影响最小.基...     

地应力扰动场研究及其对人工裂缝形态的影响初探

油层中水动力场变化及构造应力场的扰动,严重干扰了油层原始地应力场,会导致水力压裂人工裂缝形态的判断错误.以大庆长垣萨南地区为例,在考虑油田注水开发不同阶段油层地应力与流体压力耦合效应的基础上,建立描述油层流一固耦合非线性渗流模型和岩石破裂力学模型,运用数值模拟技术模拟地应力场性质及分布规律,并依此探讨水力压裂人工裂缝分布、形态特征及与应力场的关系.     

塔里木盆地深层致密油藏地质工程一体化模拟技术

综合地震及测井解释、岩石力学性质及地质力学分析、数值模拟、水力压裂等技术,提出非常规油气藏地质工程一体化模拟工作流原理,并以塔里木盆地塔中12油田为例,运用地质工程一体化的思想解决了压裂一体化耦合数值模拟过程中的具体问题。即：建立精细三维地质模型,基于体积压裂模拟结果进一步优化复杂缝网模型;采用新一代流固耦合数值模拟技术等,结合研究区地质认识和工程实践,实现了体积压裂、地质力学和油气藏动态全耦合数值模拟。研究结果表明：精细三维地质模型可辅助提升储层钻遇率和钻井效率;利用有限元方法建立的压裂模型,能够精确刻画体积压裂缝网空间展布规律和油藏开发特征。在此基础上,将复杂的体积压裂缝网模型与油藏数值模型耦合,可进一步开展有关非常规致密油藏提高采收率的后续研究工作。在塔里木油田首次尝试非常规致密油藏地质工程一体化模拟技术,对油田开发具有重要的指导作用和借鉴意义。     

玛湖地区致密砾岩油藏小井距水平井立体井网开发研究与应用

为探索玛湖地区致密油藏多层系立体井网整体压裂效果，提高油藏采出程度，在构建三维地质模型和地应力模型的基础上，通过地质工程一体化方法，开展了地应力参数三维空间展布特征研究，分析井间、簇间的应力相互干扰对整体压裂效果的影响，确定了最优簇距、缝长、布缝方式及作业顺序，确定了小井距水平井立体井网开发整体压裂优化参数。研究表明：采用立体井网模式开发，优化簇距、单簇裂缝规模，采用拉链式交叉布缝的方式，能够显著提高储层改造效果，研究区缝控储量动用程度由70%提升至90%。该研究为油层厚度大、连续性较好的叠置储层区块开发提供了借鉴。     

低渗透油藏水力压裂井应力场转向定量评价

基于多孔介质流-固耦合理论和有效应力定律,建立了孔隙压力与地应力相互作用的低渗透油藏水力压裂井应力场转向评价模型,采用有限元数值模拟技术并开发相应程序对耦合模型进行求解,定量分析了低渗透油藏开发过程中水力裂缝附近区域地应力场的变化特征。计算结果表明:水力裂缝导致近裂缝区域地应力场分布特征大幅度改变,沿裂缝与垂直裂缝方向应力场大小变化各向异性,应力场转向范围随初始水力裂缝长度增加而动态变化。     

重复压裂总应力场计算模型

定量描述垂直裂缝井重复压裂前各种因素产生的诱导应力场分布状况计算模型的研究还不完整,为此系统地研究了引起垂直裂缝井重复压裂前?地应力场变化的主要因素,建立了重复压裂时的总应力场计算模型;综合应用渗流力学、岩石力学和热力学理论,建立了热—流—固三场耦合应力场计算模型。该模型对耦合渗流方程、耦合温度场方程采用有限差分法求解,对岩土变形方程则采用有限元法求解,并采用显示交替求解方式将其结合起来整体求解,可以得到热流固三场耦合作用下油/水井生产/注入引起的应力场变化,实现了对垂直裂缝井重复压裂前由于长期生产/注入活动产生的诱导应力场的定量分析和模拟,为现场实施压裂改造提供了指导。     

气井重复压裂前应力场分析

重复压裂是针对初次压裂作用失效,或具备提高油气产量潜力的井进行再次压裂改造的工艺措施。研究重复压裂造缝机理及裂缝转向机理可以提高重复压裂的成功率和大幅度提高油气井产量。四川盆地川西地区作为重要的天然气生产基地,目前有相当多的压裂井失去了增产功能,需要重复压裂提高气井产能。为此,基于应力场分布理论,以川西地区某井为例,结合气井地质特征,采用有限元分析方法建立模型对井筒周围应力场、初次人工裂缝产生的诱导应力场以及生产过程中孔隙压力改变产生的诱导应力场进行仿真。结果表明:(1)诱导应力集中位于裂缝尖端,离裂缝越远诱导应力越低;(2)不考虑流固耦合情况下,孔隙压力增大,应力转向距离减小;(3)井眼周围应力场转向范围随着原地应力差的增大而减小;(4)生产压差越大越容易产生地应力转向;(5)缝宽越大、裂缝越长越容易发生地应力转向。本模型可快速模拟井筒及裂缝周围应力场转向范围,确定重复压裂是否产生新裂缝和重复压裂的最佳时机,对优化压裂施工设计、提高重复压裂成功率具有十分重要的作用。     

吉木萨尔凹陷页岩油密切割压裂多簇裂缝竞争扩展模拟

针对吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层地质特征,建立了重点改造井的密切割体积压裂裂缝扩展三维离散元数值模型,模型依据成像测井资料设置了随机分布的天然层理和高角度裂缝,依据纵向分层数据设置了小层及层间界面.模型模拟了不同分簇数和簇间距下的复杂裂缝扩展过程,分析了密切割体积压裂改造过程中多簇裂缝竞争扩展规律和改造后裂缝系统的立...     

致密油藏体积压裂建模理论与方法

致密油藏储层渗透率低,地层流体向裂缝渗流受到限制,常规压裂增产幅度不高.而采用体积压裂,“打碎”储集层,形成复杂缝网,可实现裂缝与油藏的接触面积和体积最大.为有效描述致密油藏体积压裂,采用双渗模型模拟SRV区域,然后用对数网格步长加密,分别描述天然裂缝、人工缝网、基质系统.采用Latin Hypercube方法,对模型进行敏感性分析,找出了影响产油量和产水量的敏感性因子并进行排序.采用DECE方法,通过多次自动历史拟合反推人工缝网和天然裂缝参数.最后通过Petrel软件建立基质模型,作为双渗模型的基质系统,历史拟合反推得到的裂缝参数作为裂缝系统,建立完整的双渗模型,并进行生产预测,证明了致密油藏体积压裂采用此建模方法的可行性.     

致密砂砾岩油藏开发中地质工程一体化实践与思考

准噶尔盆地环玛湖地区致密砂砾岩是中国陆地的重要油气富集地,但开发中面临着地质条件复杂、工程难度大、成本高等挑战。以环玛湖地区玛2井区百口泉组油藏为例,运用地质工程一体化思想对该区致密砂砾岩油藏开发进行集中攻关。研究表明:优质储层是提高单井品质的地质基础;优质油层钻遇率是影响水平井产量的关键因素,而精细三维地质模型指导下的地质导向钻井可有效提高钻遇率;区块适应于"大段多簇+暂堵+极限射流"组合压裂工艺,采用水平井+体积压裂的思路,可使该区复杂致密油得到效益开发。经过攻关,该区新开发井的储层品质、钻井品质和压裂品质均取得了明显提升,实现了致密砂砾岩油藏效益开发的初步突破,同时对环玛湖地区致密砂砾岩油藏的开发具有指导意义。     

低渗致密油藏水平井缝网压裂裂缝参数优化

水平井缝网压裂在提高低渗致密油藏水平井产能、延长稳产时间方面发挥了重要作用。目前,针对低渗致密油藏缝网压裂裂缝参数优化的研究还很少,且普遍没有考虑储层的低渗特点。为此,文中考虑了启动压力梯度和井筒摩阻的影响,采用Eclipse数值模拟工具,建立了缝网压裂的模型;并运用正交试验设计优化思路,以黄陵长6浅层低渗透致密储层为基础,开展了水平井缝网压裂裂缝参数优化研究;分析了缝网特征对缝网压裂改造效果的影响,为缝网压裂裂缝参数优化提供了一套完整思路。黄陵地区现场应用了11口井,均取得了良好效果,为低渗致密油藏水平井缝网压裂设计提供了有效指导。     

玛湖地区横波预测方法优选及其对岩石力学参数计算的影响

针对实际生产中缺乏横波速度这一重要的地球物理参数,且利用经验公式计算精度不高的问题,以玛湖地区为例,通过对横波预测理论模型的筛选和分析,最终选择Xu-White模型,考虑地质沉积背景和埋深,利用岩石矿物成分、孔隙度及流体成分曲线,进行横波速度曲线的计算,在此基础上分析了横波速度预测精度对岩石力学参数计算结果的影响。经过实测偶极声波资料、岩心实验室力学测量数据和压裂施工数据的检验,Xu-White模型与常规经验公式计算的结果相比,精度大幅度提高,在玛湖地区百口泉组砂砾岩地层具有显著的普适性。该技术在岩石力学参数的准确计算以及砂砾岩致密油压裂方案设计等应用中取得了较好的效果,对玛湖地区致密油开发的地质工程一体化研究具有重要的意义。     

压裂液对致密油储层人工裂缝渗透率的影响分析

对于致密油储层来说,目前国内外对其开采主要是通过压裂形成人工裂缝增加储层的渗流能力,提高原油产量。然而在压裂施工的过程中势必会造成压裂液对地层的伤害及对支撑裂缝导流能力的伤害。弄清压裂液对人工裂缝渗透率的影响因素,对于提高致密油储层压裂改造效果及提高原油产量有着重要的意义。本文是针对致密油储层的真实岩心人工裂缝,进行室内试验研究,主要从压裂液破胶液对人工裂缝的伤害出发,研究了破胶液对人工裂缝的伤害及对渗透率的影响,支撑剂的分布对人工裂缝渗透率的影响及破胶液对支撑剂分布的影响等几个方面进行了系统的研究。并得出了影响人工裂缝渗透率的主要因素是裂缝断面粗糙度、支撑剂的运移及裂缝表面的性质等。     

致密砂岩油藏体积压裂裂缝扩展数值模拟研究

体积压裂是提高致密砂岩油藏产量的关键技术。应用有限元和离散元的混合方法建立了体积压裂扩展模型,对长庆油田长7致密砂岩油藏水平井多簇压裂进行了裂缝扩展模拟研究。结果表明,应力差小于4 MPa时有利于体积裂缝形成高于5 MPa时主要形成平面裂缝;天然裂缝密度仅在较低应力差条件下对体积压裂改造效果影响显著;在应力差为3 MPa时增加射孔簇数、降低簇间距,改造面积增加并不显著,簇间裂缝干扰严重,局部裂缝出现合并现象;应力差为5 MPa时,簇间裂缝干扰相对较弱,增加射孔簇利于沟通天然裂缝,提高体积裂缝发育程度和扩大改造面积。     

中国致密油藏压裂驱油技术进展及发展方向

针对致密储层"注不进、采不出"的难题,提出"压—注—采"一体化作业的压裂驱油技术。梳理中国国内油田低渗致密储层压裂驱油技术发展的4个阶段:基质渗吸-油水置换采油、裂缝—基质动态渗吸采油、缝网压裂-蓄能增渗采油以及压裂驱油-焖井渗吸采油。明确压裂驱油6个方面技术特征:①细分切割体积压裂,提高缝控程度;②近破裂压力注水,形成大量微裂缝,扩大波及体积;③高压力持续注水,增加孔喉尺寸,改善渗流通道;④前置大液量注入,补充地层能量;⑤焖井渗吸置换,提高驱油效果;⑥添加压驱化学剂,增强洗油效率。综合考虑压驱地质特征、作用机理、工艺参数以及配套设施,深度剖析当前中国致密储层改造面临的地质-工程问题,提出压裂驱油未来4个方面技术攻关方向:①加强地质—工程一体化研究,优化油藏工程注采井网布局;②深化水平井立体改造技术,提高致密储层动用水平;③开展压驱技术作用机理研究,助力压驱工艺参数优化;④完善低成本高效率压驱配套技术,助推致密储层开发降本增效。