考虑各向异性和偏心距影响的水平井产量公式推导、对比与应用(为庆祝《新疆石油地质》创刊30周年而作)

在水平井产量公式的应用中,经常会遇到各向异性和偏心距的问题,这一问题的解决涉及到计算结果的可靠性.目前,考虑各向异性和偏心距的水平井产量公式,均由Joshi提出.但Joshi只提供了公式的结果,而没有具体的推导过程,因此,很难判断公式的可靠性和正确性.在附录中,对考虑各向异性和偏心距的水平井产量公式,进行了推导,得到了新的结果和认识.通过Joshi和陈氏公式的实际应用表明:①各向异性对水平井产量的影响非常明显,而偏心距则影响较小;②Joshi的只考虑各向异性的水平井产量公式存在问题较大;(3)Joshi考虑各向异性和偏心距影响的水平产量公式,在对数的偏心距项中,不应该考虑非均质的影响,而且偏心距前应当是正号而不是负号.     

底水油藏水平井产量公式研究

按照Joshi方法将水平井三维流动简化为垂直面和水平面的两个平面流动，分别应用镜像反映、叠加原理方法和保角变换方法推导出了底水边界油藏水平井垂直面和水平面内的产量公武；再利用电模拟方法得到底水油藏内水平井的产量公式；分析了水平段长度、偏心距、非均质性对水平井产量的影响。结果表明，偏心距对水平井产量影响较小，当水平段长度小于2000m时。偏心距对产量变化影响不超过6％；而储层非均质性对水平井产量影响较大，随着渗透率各向异性比kh／kv，的增加，水平井的产量减小，垂向渗透率高的地层更有利于底水油藏水平井产量的提高。     

预测水平井产能的一种新方法

对目前采油工程与油藏工程中广泛采用的几种水平井产能预测公式进行了分析,尤其对Joshi产能公式进行了重点分析,提出了在水平井产能计算时应采用有效渗透率较符合现场实际。同时还指出了Joshi水平并偏心产能公式的错误,进一步利用镜像反映原理推导出一种水平井产能预测的新公式,并利用现场实际油井参数进行了计算,其实际生产值与计算值相对误差小于17.5%,与Joshi公式的计算值对比计算精度高。建议在油田水平井产能预测中进一步验证。     

两种水平井产能公式对比研究

对比分析了水平井稳态产能计算公式陈氏公式和Joshi公式的异同。通过水平井产能影响因素：排驱面积、水平段长度、油层厚度、渗透率各项异性参数的对比计算,表明陈氏公式和Joshi公式计算的水平井产能随各种影响因素的变化趋势基本上是一致的。同时指出,由于陈氏公式中水平井椭圆排驱面积长轴半长的求解方法更合理且简便,因此陈氏公式现场实用性更强。     

对Joshi 各向异性水平井产量公式的质疑、推导与对比

水平井是提高油井产能的重要手段。近20 多年来, 在我国的陆上和近海地区, 水平井钻井与开采技术取得了重大的发展, 因而, 采用什么方法能够可靠地计算水平井的产量已经成为一个重要课题。目前, 国际上被推荐应用的方法有4 种, 即: Joshi 方法、Borisov 方法、Giger 方法和Renard 方法。最近, 作者又提出了一种计算水平井产量的新方法。在各向同性的均质条件下, 这5 种方法的计算都能得到比较好的一致性。然而, 对于各向异性条件下的水平井, 尽管Joshi 提出了2 种校正方法, 并得到了广泛的应用。经过研究认为, 这2 种校正方法没有理论上推导的依据, 可以说是不正确的。通过理论上的分析与推导, 得到了Joshi 在各向异性条件下计算水平井的产量公式, 同时, 对其他几种水平井产量公式, 统一地进行了各向异性的校正, 也对影响产能的不同因素进行了计算。通过实例计算表明, 只有正确考虑各向异性条件下, 水平井产量的计算公式才是正确有效的。     

水平井产量公式的对比研究

由于水平井具有高渗流面积和低渗流阻力的特点,其产量较高,近15年来,水平井开采技术在中国油气田的开发中得到了广泛的应用。最常见的用于水平井产能评价的水平井产量公式有Borisov公式、Joshi公式、Giger-Resis-Jourdan公式、Renader-Dupuy公式和陈元千公式等。基于5种常用水平井产量公式的对比研究,提出了水平井产能指数、渗流阻力、表皮因子、非均质性和偏心距等指标的评价方法。     

水平井产量公式的推导与对比

水平井是提高油井产量的一个重要工具。目前, 计算水平井产量常用的公式有: Borisov 公式、Joshi 公式、Giger等人公式和Renard-Dupuy 公式。基于Joshi 和Giger 对水平井产量公式的研究思路, 利用面积等值的拟圆形驱动半径和产量等值的拟圆形生产坑道的物理概念, 前者是把椭圆形的驱动边界转变为拟圆形驱动边界, 后者是把水平井段的长度转变为拟圆形生产坑道, 同时, 利用水电相似原理的等值渗流阻力法, 得到了一个新的计算水平井产量的公式。通过5 个公式的对比和应用表明, 该公式是实用和有效的。     

考虑元素硫沉积的水平井产量预测方法研究

随着含硫气藏的深入开发,水平井的作用也变得越来越重要,准确预测水平井产量对于含硫气藏开发具有重要的意义。考虑元素硫沉积对储层渗透率的影响,建立含硫气藏水平井产量预测公式,并分析水平井长度、储层有效厚度、元素硫沉积和非均质性对产量的影响,其中元素硫沉积和非均质性对水平井产量影响较大。计算结果表明,考虑元素硫沉积的Joshi公式和陈元千公式计算结果与实际产量接近,可用于含硫气藏生产初期产量预测,该结论对类似气藏开发具有一定的借鉴意义。     

各向异性底水油藏水平井产能预测新方法

目前底水油藏水平井产能模型较多但计算结果与现场实际差别较大,因此有必要对其进行更为深入的研究。根据Joshi的方法将水平井三维渗流场处理为水平面和垂直面的两个平面流动,应用保角变换、势的叠加原理、镜像反映理论得到底水油藏水平井产量计算公式并对公式进行了各向异性校正,得到了新的底水油藏水平井产能公式,分析了水平井长度、地层各向异性和避水高度对水平井产量的影响。现场实例计算结果表明所建立的计算模型预测精度较高,对底水油藏水平井开发评价、编制开发方案具有重要的指导意义。     

确定水平井产能比、流动阻力比、驱动面积比和表皮因子的新方法

基于陈元千和Joshi的两个水平井产量公式,提出了确定水平井产能比、流动阻力比、驱动面积比和表皮因子的新方法.例题应用结果表明,本文提供的方法是有效可靠的.     

非直井有杆泵深抽技术研究与应用

随着油田的开发,斜井、侧钻井、水平井等非直井在油田开发中起到越来越重要的作用,但由于井身结构的特殊性,限制了有杆泵的下入深度,严重影响了油井的生产能力,同时抽油井杆管偏磨,已成为非直井降低产量, 增加作业成本、增加杆管成本的主要矛盾。在对非直井泵挂下入深度影响因素分析的基础之上,以防偏磨为重点,通过调整扶正间距、优化杆柱组合及应用防偏磨旋转调整式采油井口装置、抗磨副、防失稳装置等技术配套,充分挖掘井筒潜能,成功的将泵下到了造斜点以下,实现了非直井的有杆泵深抽,为非直井有效开发提供了技术保障。同时通过工艺配套综合治理,达到有效减少偏磨,延长检泵周期目的。现场试验取得显著效果,对国内其他油田同类井的开采具有借鉴意义。     

水平井与直井仪器偏心和泥浆侵入对双侧向测井的影响

在水平井中,由于重力的影响,往往会导致仪器偏心和泥浆侵入不对称。通过建立上、下各3层介质的水平井模型,采用三维有限元法研究了仪器偏心、泥浆侵入对水平井中双侧向测井响应的影响,并将这些影响因素与直井进行了对比,总结了水平井与直井中仪器偏心、泥浆侵入对双侧向测井影响的异同点。     

底水油藏水平井水脊脊进规律

利用油气藏数值模拟软件,研究了水平井底水突破的位置。根据水平井的产量公式,推导出与垂面径向流的渗流阻力相应的生产压差。假设垂面上的生产压降满足对数分布,可得到考虑重力影响的底水脊进速度公式,并推导出油井的见水时间方程。最后,用实例验证了该方法的可靠性。研究表明,底水首先从水平井中部突破,并且随着生产时间的延长,底水脊进的速度会加快。合理增大水平井的水平段长度和避水高度,可以推迟油井的见水时间。     

长水平井的产能公式

短水平井是指水平段长度远小于泄油区域尺度的水平井,若水平段长度与泄油区域尺度基本相同,则为长水平井。目前的水平井产能公式都是针对短水平井而提出的,不适用于长水平井。采用等效渗流阻力法,推导了长水平井的产能计算公式。不能用长水平井的产能公式计算短水平井的产量,否则,会高估油井的产量。长水平井产能公式的计算结果为水平井公式计算结果的下限值。     

底水驱动油藏水平井临界产量公式及其变化规律研究

本文主要是得出底水驱动油藏中水平井临界产量公式和定量地确定该公式随时间的变化规津。首先，从物质平衡原理出发，导出底水驱动油藏的含油高度、含水高度随时问的变化关系，并用近似方法确定波及系数。其次，从力的平衡原理出发，得出水平井水脊的临界稳定条件。最后，应用镜像法和Ｍｕｓｋａｔ的无穷大地层中一排井的基本公式得出一排水平井位于底水驱动油藏顶部的临界产量公式，并且应用前两部分的公式来计算水平井在不同开发时间的临界产量，从而实现定量地表示出水平井临界产量随着开采时间的增加而呈现递减趋势的变化规律。     

水平井的表皮因子

水平井在开采低品质油气资源方面具有一定的优势,但已建立起来的水平井产量计算公式很少考 虑油井的表皮因子,因而产量预测偏差较大。 根据等值渗流阻力法,推导了水平井的产量计算公式,该 公式引入了油井的 2 个表皮因子：地层伤害表皮因子和地层改善表皮因子。 地层伤害表皮因子是由钻井 完井过程中的泥浆侵入所致,而地层改善表皮因子是由酸化压裂等增产措施所致。 二者对水平井产能的 影响有所不同,地层伤害表皮因子对水平井产能的影响较小,钻井完井过程中可以不考虑储层的保护问 题;地层改善表皮因子对水平井产能的影响较大,增产措施是提高水平井产能的有效方法。     

新场气田沙溪庙组气藏JS21气层水平井开发效果评价

通过对新场气田上沙溪庙组气藏JS12致密砂岩气层水平井加砂压裂改造后气井的天然气测试产量、单井产气量、单位压降采出天然气量、气井动态储量等气层动态指标与同层的直井或定向井进行对比分析认为,水平井加砂压裂后测试产量较高、稳定产量是直井或定向井的2.45倍、单位压降的采气量明显高于直井或定向井、单井控制的动态储量是直井或定向井的3.6倍,水平井开发效果明显优于直井或定向井,说明水平井加砂压裂改造后达到了最大限度增大致密砂岩储层泄气面积的目的。水平井压裂井段增长、压裂规模增大、单井产量增加的同时,产水量也相应增加,同一区域水平井的产水量是直井或定向井的2～80倍,水气比是直井或定向井的2～5倍;水平井排水采气效果较差,受井筒条件的影响,目前仍缺乏有效的排水采气工艺技术,有待今后探索试验。     

渗流圆的等效原则

简单的圆形地层和线性地层都有严格的产量计算公式,公式形式与欧姆定律类似,而复杂地层的渗流没有严格的产量计算公式,不方便生产管理。为了研究复杂地层的渗流问题,提出了等值渗流阻力法,把复杂地层等效处理成圆形地层和线性地层的组合,然后按照水电相似原理,计算出复杂地层的渗流阻力,再按照欧姆定律求出地层的产量计算公式。然而,在复杂地层的等效处理过程中,有大渗流圆与小渗流圆的分歧,大渗流圆高估了渗流阻力,低估了油井产量;小渗流圆则低估了渗流阻力,高估了油井产量。渗流圆等效处理方法对水平井的产量计算结果影响较小,对直井的产量计算结果却影响较大。根据研究,小渗流圆的等效处理方法理论上更合理一些,建议今后在进行等值渗流阻力法的研究和应用过程中,废弃大渗流圆等效处理,而采用小渗流圆等效处理。     

苏53区块水平井生产动态分类评价

苏53区块自2010年起累计投产水平井209口,随着开采井数和生产时间的不断增加,有必要对水平井进行归类分析并总结其生产规律.基于区块水平井生产数据,按照苏里格动态分类新标准,将209口水平井重新归类,并从生产特征、动储量、累产气、递减率、采收率和动态产能方面,对各类水平井开发指标进行了详尽的评价.结果表明:Ⅰ类井52...     

煤层气排采中的“灰堵”问题应对技术——以沁水盆地多分支水平井为例

煤层的性质决定了煤层气在排水采气过程中"出灰"(产出煤粉)是一种必然现象,在煤层气低能量开采及关井后再次开井条件下,煤粉的产出对产能的负面影响是不可逆转的。为此,通过分析山西沁水盆地煤层气排采特征以及该区多分支水平井实钻井眼轨迹特征,找出了多分支水平井产气量达不到预期目标,以及关井实施维护性作业后难以恢复到关井前产量的2个原因:煤粉沉积堵塞了储层的运移通道,水平井段的波谷处形成的地层水和煤粉沉积加大了气体流向井底的阻力。进而提出了应对"灰堵"问题的关键技术:①煤层气水平井的井眼轨迹应在保证一定煤层钻遇率的前提下,以井眼光滑、总体上倾为原则,避免出现"波浪状"井眼;②排采井洞穴具有"沉沙"功能,便于气、液、固三相分离,是煤层气多分支水平井不可或缺的重要组成部分;③主支在稳定的煤层顶板或底板的仿树形水平井为疏灰提供了稳定的洗井通道。该研究成果为解决煤层气排水采气过程中的排灰问题提供了有益的尝试。