低渗透油藏基于支撑剂指数的压裂优化设计方法研究

以最大采油指数为目标函数，应用支撑剂指数的概念，研究了压裂优化设计的新方法。其主要的研究结论是，对低渗、特低渗透油藏而言，在强调长缝的同时，还必须强调相对高的无量纲裂缝导流能力，才能获得最大的压后产量。该方法不仅适用于探井压裂改造，也适用于开发井的压裂增产改造；不仅适用于固定支撑剂量条件下的压裂优化设计，也适用于不同支撑剂量条件下的压裂方案优选。而且，现场应用简便，优化结果科学、合理。该新方法的应用及推广，对今后低渗透、特低渗透油藏的压裂改造具有一定的指导意义。     

水力压裂优化设计研究及应用

压裂优化设计的主要参数是无因次采液指数、无因次支撑剂数、无因次裂缝导流能力,弄清它们之间的关系是水力压裂优化设计的关键。经对裂缝优化设计的基本理论进行分析,结合自主研发的OptiStim系统,对水力压裂过程展开了研究分析得知,高渗地层采用压裂增产效果优于低渗地层,使用优质支撑剂、增加支撑剂量能提高压后产量。但为优选出最佳的水力压裂设计方案,需要根据油井具体情况,综合考虑各方面因素。     

低压特低渗透油藏采油、采液指数变化规律

针对低压特低渗透油藏较常规低渗透油藏储集层岩石压力敏感性更强的特点,推导了考虑启动压力和渗透率压力敏感性变化下的无因次采油(液)指数计算公式。以吐哈油田牛圈湖低压特低渗油藏为例,讨论了油水粘度比、启动压力和渗透率变形系数动态变化时无因次采油、采液指数与含水率的变化关系。研究结果表明,低压特低渗油藏启动压力的动态变化对无因次采油指数有较明显的影响;此外,无因次采液指数受启动压力和渗透率变形系数的影响也较常规低渗透油藏更为明显。     

2种无因次采液指数与含水率关系式的建立及优选

水驱油田无因次采液指数与含水率变化规律,是油藏产能评价和举升方式选择的主要依据.目前,各类研究方法相对丰富,但仍存在许多不足,即经验法和数值模拟法缺乏渗流理论支持,相对渗透率曲线法无法确定无因次采液指数与含水率具体函数式.通过改进油相相对渗透率关系式,引入俞启泰提出的两类油水相渗比值与出口端含水饱和度关系式,分别建立了Ⅰ类和Ⅱ类无因次采液指数与含水率模型,与不同油田相渗实验结果对比显示,Ⅱ类模型与实验结果比较一致.     

基于支撑剂数的压裂优化设计方法研究

基于支撑剂数的压裂优化设计方法是以最大采油指数为目标函数的压裂设计新方法。与常规的NPV方法相比,该方法更加注重裂缝的几何尺寸与整个砂体展布的匹配。对低渗透和特低渗透油藏而言,在强调造缝长的同时,还强调高的裂缝导流能力,这样才能获得最大的压后产能。本文通过引入支撑剂数的概念,推导出以支撑剂数为变量的油藏单井的最大采油指数和最优的无因次裂缝导流能力。通过迭代循环求解出最佳的支撑剂数以及最佳的无因次导流能力,从而确定最佳缝长与缝宽。该方法现场应用简便,计算结果科学、可靠,对低渗透和特低渗透油藏改造具有指导意义。     

气驱油采油采液指数计算方法及影响因素

针对X凝析气藏气井初期产量高、递减速度快、普遍存在地层和井底反凝析等现象,在陈元千方法的基础上完善了油气相渗曲线的归一化方法,分析了基质岩心和人工压缝岩心的相渗曲线特点。从凝析气驱油过程中油气相渗曲线变化规律出发,研究了低渗凝析气藏无因次采油指数、无因次采液指数的计算方法、变化规律以及影响因素。研究结果表明：较大的油气粘度比和较小的M值（启动压力梯度与生产压力梯度的比值）更有利于气井高含气阶段的提气携液。     

河流相储层油藏无因次采液指数计算的典型通用公式

目的准确认识油田动态变化规律，为油田的开发设计，开发调整及开发分析提供重要依据。方法：根据建立的河流相储层渗透率一面非均质抽象模型以及河流相储层的典型参数，考虑油水粘度比、油水井数比、井距不均匀系数、井网密度、平面渗透率对数正态分布变异系数、     

启动压力和毛管压力对低渗透油田生产参数影响

为解决低渗透油田生产参数变化与中、高渗透油田不同的问题，考虑油藏存在启动压力、毛管力、重力等因素情况下，推导了低渗透油田油水两相渗流时生产参数含水率、无因次采油指数、无因次采液指数的变化形式，并具体分析了3种因素对生产参数的影响，指出毛管力和启动压力的存在增加了含水率，增加了无因次采液指数，对无因次采油指数无影响。     

破胶液浸泡下压裂支撑剂破碎率研究

在压裂过程中,由于压裂液破胶液不能及时返排,支撑剂处于破胶液的浸泡过程中,下支撑剂破碎率会发生变化.为此在室内进行了支撑剂被破胶液浸泡的破碎率实验,并与破碎率的常规实验结果进行了对比分析.实验表明,水基破胶液浸泡后支撑剂的破碎率较未浸泡的支撑剂破碎率增加幅度达到100％～160％,柴油浸泡后破碎率基本不变.     

考虑流体分布差异的无因次采液指数计算方法

针对目前无因次采液指数计算方法没有考虑注采井间油水分布特征的问题,采用一维两相水驱油理论,考虑注采井间油水分布差异的影响,引入油水视黏度概念,运用积分方法计算油水视黏度,导出了考虑油水分布特征后的无因次采液指数的计算公式,该方法对准确评价高含水油藏开发效果有指导意义。 实例计算表明,由于考虑了注采井间油水分布的影响,利用平均视黏度计算的无因次采液指数数值,在相同的含水条件下要高于目前常用方法计算的无因次采液指数,最大差异可达 ３０％。     

一种考虑长期导流的人工裂缝参数优化方法

无因次支撑指数法在人工裂缝参数优化时未考虑裂缝导流能力随时间变化对压裂井产能的影响,因此优化结果在实际生产时并非最优。结合支撑剂的长期导流实验结果,将无因次支撑指数法中的裂缝宽度和渗透率转换为时间变量的函数,并对无因次支撑指数法进行时间积分,求取最大的无因次累计生产指数,作为最优的裂缝参数优化结果。由于该方法引入了时间变量,考虑了支撑剂导流能力随时间的变化,因此较无因次支撑指数法更符合实际。研究结果表明,针对低渗、特低渗储层,在考虑长期导流能力的情况下,优化结果所需缝宽更大,支撑剂铺置浓度更高,改变了以往低渗、特低渗储层对人工裂缝导流能力要求不高、尽量造长缝的观点,对提高单井压后增产有效期和压后效果有重要意义。建议对特定区块开展有针对性的铺置浓度对支撑剂长期导流能力的影响规律研究,为无因次累计生产指数法的应用提供可靠的基础数据。     

温米油田采液、采油指数变化规律

对温米油田采液、采油指数变化规律及影响因素进行了分析、研究,分析了原油粘度和启动压力梯度对采液、采油指数随含水率变化规律的影响,对不同微相的采液指数随生产压差变化规律进行了研究后指出,随着生产压差的增大,河道砂的采液指数比边缘砂采液指数下降快一些;储集层渗透性越差,由压力下降引起的渗透率就越严重;采液、采油指数的变化受含水率变化影响较大;地层脱气可导致采液、采油指数下降。这对油田进行提液采油有一定的指导意义。     

油井采油指数及地层压力计算新方法

根据拟稳态下流体能量平衡原理，建立了一个新的油井采油指数及地层压力计算的数学模型。新模型将现场地面生产动态数据与地下未知地层参数相关联，建立目标函数，大大提高了模型的实用性。引入非线性最小二乘法原理及最速下降方法，运用VB计算机语言编制相应程序进行求解。通过实例分析表明，模型计算结果与实际测试结果相关性好，取得了良好的效果，可用于生产实践。     

基于CFD-DEM方法的迂曲裂缝中支撑剂运移关键影响因素分析

裂缝中支撑剂的运移和铺置是维持裂缝开放和增强裂缝导流能力的关键,但支撑剂在迂曲裂缝中的运移机理尚不明确。为此,基于计算流体力学原理,利用离散单元法建立支撑剂在迂曲裂缝中运移的数值模型,研究携砂液注入速度、压裂液砂比、支撑剂粒径等因素对迂曲裂缝中支撑剂运移铺置规律的影响。结果表明：裂缝迂曲度越大、支撑剂铺置距离越短,流速损失越大;在距裂缝入口20 mm处,与迂曲度为1.0的裂缝相比,迂曲度为1.2、1.5、2.0的裂缝中的流速损失率增大2.2、3.7、4.5倍;迂曲裂缝内支撑剂铺置距离随支撑剂注入速度的增大而增大,随压裂液砂比、支撑剂粒径的增大而缩短。该研究可为支撑剂在迂曲裂缝中运移的相关研究提供理论指导。     

大港油田多涂层预包防砂支撑剂研制与应用

针对浅层低温（低于50 ℃）防砂井化学材料难以固结、影响防砂效果的问题,研制了一种不需要外固化剂,就具有低温快速固化且高强度特点的多涂层包胶防砂支撑剂。从树脂胶结体系选择、固化体系选择、外包胶材料及包胶工艺选择、颗粒配方等方面进行了多涂层预包防砂支撑剂配方的研究。研制的防砂支撑剂分为A剂和B剂,其中A剂为树脂胶结支撑剂,B剂为树脂固化支撑剂。对该支撑剂进行了性能评价,包括固化温度和固化时间对人工岩心固结强度和渗流能力的影响评价、耐酸碱介质性能评价、岩心稳定性及其他性能评价。性能测试发现,A剂和B剂按质量比1∶1充分混合,在25 ℃下固化4 h后抗压强度能达到6 MPa以上,液相渗透率大于1 μm2。该防砂支撑剂在大港油田现场应用4口井,结果表明,该防砂支撑剂能够解决低温出砂井、生产大压差井、注水井和侧钻井的防砂难题,且防砂效果良好。      

应力指数法和疲劳强度减弱系数法在疲劳容器设计中的应用

应力指数法和疲劳强度减弱系数法是进行疲劳容器设计的重要方法。文章就如何利用这两种方法对疲劳容器进行疲劳分析作了论述,并给出了实例。     

考虑应力敏感性和长期导流能力条件下的支撑剂优选方法

针对以往压裂支撑剂优选方法的局限性，进行了研究改进，其要点包括：长期导流能力的测试与评价分析；测试介质由原用的蒸馏水改为压裂液破胶液；研制了可考虑长期导流能力及应力敏感性的压裂井动态预测模型。研究结果表明，即使两种支撑剂的长期平均导流能力完全相同，但如初期导流能力及其随时间的下降幅度不同，则优选的结果也不同。这比以往的研究有重要改进，并会在一定程度上提高压裂的效果。