压裂水平井增产因素分析与裂缝参数优化

压裂水平井是提高低渗透油气藏单井产能的重要方法,而裂缝半长、裂缝条数、裂缝与水平井筒的夹角等裂缝参数影响压裂水平井的产能.围绕压裂水平井的压力场分布特征、裂缝间干扰特征,分析了影响压裂水平井产能的增产动力因素和增产阻力因素,提出了压裂水平井裂缝参数的优化次序和优化原则.在此基础上,以产能为目标对压裂水平井的裂缝半长、裂缝条数、裂缝与水平井筒的夹角进行了优化研究.结果表明:在进行油气藏储层改造的过程中,应尽可能选择较大的压裂规模;裂缝半长较小时应采用5-6条裂缝进行生产,裂缝半长较大时应采用3-4条裂缝进行生产;选择水平井的方向应充分考虑主应力方向,尽可能保证裂缝与水平井筒的夹角不小于75 °;还应充分考虑裂缝分布的影响,“哑铃形”裂缝分布优于“纺锤形”裂缝分布.     

苏里格气田水平井压裂裂缝参数优化

近年来水平井压裂作为提高低渗气藏产量及采收率的重要手段在苏里格气田得到推广应用,利用建立的压裂水平井产能数值模型计算分析了裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距、裂缝平面与水平井筒夹角对压裂水平井产量的影响,并绘制了各因素与产量的关系图版,依据多因素正交试验分析方法得出影响压裂水平井产能的主要因素依次是裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、夹角以及裂缝导流能力,最后依据提出的综合优化思路优化了苏里格气田水平井压裂合理的裂缝参数。     

煤层气多分支水平井井身结构优化

煤层气多分支水平井能有效增加控制面积,降低表皮因数,其井身结构优化对获得最经济有效的产能至关重要。为此,分析了煤层倾角、储层保护和井身结构对煤层气水平井产能的影响。采用数值模拟的方法,以沁水盆地南部某区块3#煤层为例,对多分支水平井的井身结构参数进行优化。优化结果表明:主支走向对产能影响较大,适宜的方向为垂直主渗透率方向;产能随着主支长度和分支长度的增加而增加,结合经济性和增产效果,主支长度宜控制在900~1 300 m之间,分支长度宜控制在250~400 m之间;分支间距和主分支夹角在一定程度上影响产能,分支间距宜控制在200~300 m之间,主支和分支夹角宜控制在36°~53°之间。研究结果可为煤层气多分支水平井的井身结构设计提供参考。     

致密油水平井多级压裂后产能影响因素分析

水平井多级压裂是低渗透致密储层提高产能和解决储量动用难等问题的重要技术措施,广泛应用于油气田勘探开发等领域。如何优化设置水平井多段裂缝,将决定压裂工具和工艺的选择,最终影响到压裂效果。以矩形边界油藏内压裂水平井为对象,在不同压裂裂缝形态的基础上,建立描述油藏与裂缝关系的物理模型和数学模型,并对其进行差分求解、编程。应用该模型对X井压后产能进行预测,预测产能与本井实际产能相吻合,证实建立的数值模拟模型可行。应用数模方法对影响水平井压后产能的地质和工程因素进行分析,研究储层渗透率、压裂段数、井底流压、裂缝半长和簇间距等因素对压后产能的影响,优化了水平井压裂的裂缝形态参数,从而更好地指导水平井压裂设计的编制,提高压裂水平井的施工效果和成功率。     

压裂水平井直井联合开发裂缝参数优化

根据大庆低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发的实际情况,采用新的势能理论,推导了多种井组条件下人工裂缝参数计算公式,编制了相应的程序,进行了低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发时压裂裂缝参数的优化;计算中考虑了人工裂缝的分布、裂缝数量、裂缝长度、裂缝方位的影响,还考虑了非达西渗流的影响.现场应用表明,由计算得出的方案为压裂水平井设计提供了有效的指导作用,在大庆低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发试验中取得了较好的效果.     

压裂水平井裂缝参数优化实验

压裂是开发低渗透油气藏的有效技术手段,人工裂缝参数是影响水平井产能的主要因素,因此压裂前需分析裂缝参数对压裂水平井产能的影响。针对低渗透油藏井网产能以及单缝贡献率物理模拟研究成果甚少的现状,利用电解模拟实验,分析了水平段封闭条件下交错排状井网中水平井不等缝长压裂、人工裂缝数以及裂缝穿透比对单条裂缝及井网产能的影响规律。结果表明:在总缝长一定时,不等缝长压裂对井网产能影响很小;在固定水平段长度和固定裂缝间距两种情况下增加压裂水平井人工裂缝数,单井产量递增,但缝数增加到3条后,增产幅度逐渐变缓;增大人工裂缝穿透比,中缝贡献率减小,端缝贡献率增大,但井网产量增幅不明显。      

分支参数对多分支水平井增产效果影响

多分支水平井是增加单井产能的利器,但其增产效果受分支参数(分支长度、分支数目、分支井筒造斜率)影响.针对实际钻井轨迹特点,采用分支井筒在一定造斜率的条件下逐步向外展开的方法对多分支水平井进行建模,研究了分支参数对多分支水平井增产效果的影响.结果表明:主井筒对分支井筒的干扰是影响多分支水平井增产效果的主要原因;分支井筒造斜率越大,多分支水平井增产效果越好.为了达到增产效果,可以采用“长分支、少支数”或“短分支、多支数”的方法.     

煤层气多分支水平井分支结构参数优化

多分支水平井是一项高效的煤层气开采技术,选择合适的分支结构参数对于获取理想产气量至关重要。利用数值模拟方法,在分析布井方位、分支数目、分支长度及分支角度对产气量影响的基础上,对煤层气多分支水平井布井方位及结构参数进行了优化研究。结果表明,分支数目和分支角度不是越大越好,均存在一个极限值,该值可通过钻井、完井成本来确定。在渗透率各向同性与各向异性的储层中,分支角度对多分支水平井产气量的影响有所不同。当渗透率各向同性时,将分支角度设计为45°～60°;当渗透率各向异性时,将分支角度设计为45°左右,多分支水平井均能获得比较理想的产气量。部署分支井方位时要尽量使各分支呈均匀的发散状,当渗透率各向异性程度较严重时,尽量使井筒与主渗透率方向成一定的夹角。     

压裂水平井的产能研究

目前国内在多裂缝水平井流入动态的计算方法、压裂水平井在低渗透率油藏中的开发动态、水平压裂气井的渗流过程，以及水平井筒内压力损失对产能的影响等方面的研究工作中取得了初步的进展；而国外的学者主要针对产能预测方法、裂缝条数的优化、外侧裂缝间距等问题做了进一步的研究和探讨。研究认为，横向缝的生产效果好于纵向缝，压裂水平井的开发效果和经济效益均优于压裂垂直井；压裂裂缝条数以3～5条为好，最佳裂缝长度和导流能力与储层渗透率有关；井筒长度存在一个最优值。未来的研究方向和工作重点主要是缝、筒、层内的流体流动特性等方面的问题。     

压裂水平井井网参数自动优化研究

应用压裂水平井井网开发低渗透油气藏时,选择合理的井网参数、裂缝参数是获得良好开发效果的重要保证.针对常规正交优化算法存在的局限性,应用遗传算法对水平井长度、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、井距、排距等参数进行了优化设计研究,利用数值模拟软件与编程软件的调用接口,编制了压裂水平井井网自动优化软件,实现了智能化操作,极大提高了工作效率.应用结果表明,利用所建立的方法进行压裂水平井井网参数优化,优化结果比常规正交优化算法提高10%,具有较强的实用性.     

PRODUCTIVITY OF HORIZONTAL AND MULTILATERAL WELLS

This paper introduces a new semi-analytical technique that can be applied to calculate the productivity of vertical, horizontal and multilateral wells. The well location and profile can be arbitrary. The reservoir region containing the well must be homogeneous (isotropic or anisotropic) and it may have constant potential or no-flow outer boundaries. Constant rate, constant bottom hole pressure and a combination of these constraints can be imposed on the wells. It is shown that under certain conditions the well productivity is strongly influenced by the pressure drop in the well and the type of conditions that exist at the reservoir boundaries. For multilateral wells the interaction among laterals can also influence productivity. In many cases, conventional techniques can result in large errors.     

PRODUCTIVITY OF HORIZONTAL AND MULTILATERAL WELLS

This paper introduces a new semi-analytical technique that can be applied to calculate the productivity of vertical, horizontal and multilateral wells. The well location and profile can be arbitrary. The reservoir region containing the well must be homogeneous (isotropic or anisotropic) and it may have constant potential or no-flow outer boundaries. Constant rate, constant bottom hole pressure and a combination of these constraints can be imposed on the wells. It is shown that under certain conditions the well productivity is strongly influenced by the pressure drop in the well and the type of conditions that exist at the reservoir boundaries. For multilateral wells the interaction among laterals can also influence productivity. In many cases, conventional techniques can result in large errors.     

压裂水平井井网优化理论与方法

针对压裂水平井井网在进行缝网优化过程中遇到的问题,从宏观角度、微观角度两方面分析了影响压裂水平井井网开发效果的主要因素,提出了首先优化井网排距与裂缝半长、其次优化井网井距与裂缝间距(水平井长度),最后对其他裂缝参数进行优化的压裂水平井井网参数优化方法.结合我国低渗透油藏实际,以采出程度为目标对线性水驱压裂水平井井网单元...     

PRODUCTION CALCULATION AND OPTIMIZATION OF COMBINED WELL PATTERN BY FRACTURED HORIZONTAL WELL AND VERTICAL WELLS

低、特低渗透油藏储层物性差,流体流动存在启动压力梯度,流体从地层流到压裂井内渗流规律复杂.以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,采用流场划分原则,划分渗流区域,建立了考虑压裂水平井多条横向裂缝相互干扰的压裂水平井—垂直井组合井网产量预测模型.模型考虑了流体从基质流向裂缝,从裂缝流向水平井筒的多场耦合流动,既体现了储层物性复杂的问题,又考虑了水平井压裂多条横向裂缝、裂缝参数不同和裂缝间存在相互干扰的影响,能够很好地应用于低、特低渗透油藏压裂水平井的产量预测,指导低渗透、特低渗透油田压裂水平井开发实践.模拟结果表明:裂缝条数越多,裂缝干扰越强,水平井压裂存在一个最优裂缝条数;压裂裂缝沿水平井筒等间距排布靠近两端,且两端长中间短的方式开发效果最好;压裂水平井—直井组合矩形七点井网,水平井压裂裂缝与水平井筒最优夹角为60°.     

压裂水平井裂缝形态电模拟实验研究

根据相似原理，采用电模拟装置，研究了水平井压裂过程中裂缝与井筒斜交的情况下，水平段井筒附近压力分布，油藏中的压力场形态，影响斜交裂缝产能的部分因素进行了探讨。并用本模型的实验结果与垂直裂缝情况下做了对比，评价参数对产能的影响。     

裂缝性气藏水平井稳态解公式研究

首先推导了了均质各向异性气藏水平井产能公式，在推导过程中考虑油藏各向异性，井底附近非达西流动对水平井产能的影响，并推导出了垂直井，水平井由于非达西流动引起的附加压降比值公式；其次，推导出裂缝性气藏水平井产能公式，并进一步推导出了低渗透压裂性气藏水平井产能公式，该公式考虑了气藏各向异性，裂缝高度，气体从裂缝流向井筒非达西流动等因素对水平井产能的影响。     

水平井压裂近井参数分析

近井裂缝几何形状决定了压裂设计参数及压后效果,利用水平井井筒周围应力分析及能量守恒等理论,给出了计算近井裂缝几何形状的方法,比较了不同转向角度的缝宽及对应压降.算例结果表明,转向角度越大,裂缝的缝宽越小,利用分析近井参数的方法可进行支撑剂粒度选择、段塞量设计、施工压力预测,降低砂堵等施工风险,为压裂设计提供科学的理论指导.     

气藏压裂水平井非稳态产能计算模型

结合气藏水平井压后裂缝形态特征和流体在裂缝中的渗流机理, 应用压降叠加原理和节点分析方法, 建立气藏压裂水平井非稳态产能计算模型, 用数值求解方法计算得到不稳定状态下的产能。通过实例计算, 揭示了压裂水平气井产能随时间的变化规律, 并对裂缝干扰和各裂缝流量进行了分析。结果表明： 压裂水平气井在进行不稳定产能分析时需要考虑裂缝干扰对产能的影响; 两侧裂缝的产量比中间裂缝的产量高。     

水平气井井壁稳定性研究

文章以均质各向同性和线-弹性模型为依据，在某气田地应力、岩石强度等参数研究的基础上，应用Mohr―Coulomb强度判别准则，就不同地应力环境、不同孔弹性系数以及压力衰竭对水平井井壁稳定性的影响进行了研究。结果表明,应力非均匀性越强，井壁越不稳定；孔弹性系数对井壁稳定性的影响也很明显，由于地应力和孔隙压力的作用在一定时期内是相对稳定的，而有效应力大小与孔弹性系数值有关，不同的孔弹性系数值会使有效应力的大小关系发生变化，从而可能使得井壁稳定性分析结果不同，甚至截然相反；随着地层压力的降低，作用在最大剪切应力平面上的剪切应力显著增加，井壁越容易发生剪切垮塌。因此，在气井井壁稳定性分析过程中，准确确定原地应力的大小、方向和慎重地选取孔弹性系数值以及考虑压力衰竭的影响具有重要意义。     

分支水平井产能研究

运用保角变换和等值渗流阻力推得分支水平井(有公共点或没有公共点)产能公式。对分支水平井产能及影响因素进行较细致的研究,分析了井筒数、井筒长度、油层厚度、各向导性和水平井位置等因素对分支井产能的影响,得出了一些有意义的结论,对实际油藏的开发有重要的指导意义。