墩塘低渗透油田压裂工艺技术研究与应用

对于低渗透油藏，压裂既是改善井底流通性的过程，又在一定程度上对近井地层造成了损害，因此，为了增加油层向裂缝的供油面积；提高裂缝导流能力和减少压裂过程对油层的损害，就必须考虑许多影响因素，这包括压裂液，添加剂，支撑剂的选择，缝长，缝宽等裂缝参数，裂缝形态与方位等，本文针对墩塘油田的地质特点和开采方式，阐述压裂改造在墩塘低渗透油藏开发中的重要作用。     

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。     

低渗透油藏五点井网压裂产能计算及其影响因素

低渗透油藏压裂开发产能影响因素研究对经济有效地动用低渗透储量具有重要的理论和实际的指导意义.以低渗透油藏压裂开发的非线性流动特征和物理概念为基础,建立了反映低渗透油藏五点井网压裂过程的物理模型,推导出考虑启动压力梯度的产能公式.通过实例计算,研究了裂缝长度、裂缝角度、导流能力和启动压力梯度等因素对压裂产能的影响.结果表明,裂缝半长越长产能越高,当裂缝半长大于60m时,对产能的影响较小;裂缝的导流能力越大产能越高,但是当裂缝导流能力超过60μm2·cm时,产能增加不明显;压裂裂缝角度小于30°时效果较好,裂缝角度继续增加,则产能下降明显;启动压力梯度越大,产能越小.因此压裂井在投产时,应合理优选压裂缝半长、裂缝角度和导流能力.     

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。     

低渗透油藏压裂增产规律的数值模拟研究

针对低渗透油田开采难度大的原因,本文利用数值模拟手段,分别对双直井、双水平井两种不同的井型进行低渗透油藏压裂的模拟,通过对产能影响因素:半缝长、导流能力的分析得出:对双直井在进行压裂时应优先考虑增加裂缝的导流能力,双水平井进行压裂时增加半缝长和裂缝导流能力对累产油量结果影响不大。     

水力压裂油井产能计算模型

利用油藏渗流理论，基于裂缝为有限导流能力，建立了水力压裂油井产能计算模型及其求解方法，并编制软件计算分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明，当裂缝半缝长一定时，裂缝的导流能力对油井IPR曲线的影响较小；而当裂缝的导流能力一定时，裂缝半缝长对油井IPR曲线的影响明显，提高裂缝半缝长能显著增加油井的产量；对于一定的裂缝半缝长，存在最佳的裂缝导流能力。     

低渗透油藏垂直裂缝井产能预测及分析

压裂改造技术在低渗透油藏开发中应用广泛,不同的压裂方案所产生的增产效果也不同。为了达到所预期的增产效果,研究压裂后的产能对优化压裂设计有着重要的意义。为此,根据垂直裂缝井周围地层的渗透特征,建立径向流与双线性流复合的低渗透油藏垂直裂缝井渗流模型,考虑低渗透油藏存在启动压力梯度的影响,推导出了低渗透油藏无限导流裂缝和有限导流裂缝的产能公式,有限导流裂缝产能公式计算的结果与现场数据对比误差小于7%。依据准噶尔盆地某区块的特低渗透巨厚砾岩油藏的基础参数数据,绘制了不同影响因素下的产能曲线,并对曲线进行分析得出:裂缝的导流能力达到一定值后,才能近似为无限导流,否则会产生较大的误差;压裂的各项参数必须与储层条件相匹配,才能在现有的经济条件下达到所预期的增产效果。     

低渗透油藏压裂井生产动态分析

基于低渗透油藏非达西渗流理论,考虑基质拟启动压力梯度、压敏效应和裂缝变导流能力,并认为水力压裂裂缝为有限导流能力裂缝,建立了低渗透油藏压裂井的不稳定渗流模型。通过COMSOL有限元软件模拟压裂井的生产动态分析发现,启动压力梯度和压敏效应存在,会明显降低压力井产能。裂缝的变导流能力在时间越长时,对产能和近井压力分布影响越大。该研究对认识低渗透油藏有限导流垂直压裂井的生产动态有积极意义。     

高砂比压裂技术及其在双河低渗透油田的应用

方法利用高砂比压裂技术,开发双河低渗透油田。目的改善裂缝导流能力,提高产量。结果高砂比压裂技术在双河油田应用后,使整个区块日产量达２５０ｔ,是措施前常规压裂的５倍。结论利用高砂比压裂技术可造出具有高导流能力的宽、短裂缝,是目前改造低渗透油层的有效措施,但其配套技术还需进一步完善     

低渗透油田堵水转向压裂新技术研究与应用

针对低渗透油藏随着注水开发,使得人工裂缝和天然裂缝沟通能力进一步增强,导致油井含水率逐渐上升,产能逐渐下降,甚至水淹的油井,经过常规重复压裂和酸化改造后效果不佳的情况。重点研究堵水与转向压裂相复合,形成了堵老缝压新缝的堵水转向压裂新技术。通过研究重复压裂的造缝机理,量化造新缝的可能性及条件,实施了现场应用试验,取得了较好效果,从而验证了新技术的可行性。该项技术在低渗透油田注水开发中,挖潜油层能力,延长低含水采油期,具有极为重要的现实意义。     

低渗透油层二次压裂评价新方法及应用

方法　在大庆朝阳沟低渗透油层水力压裂矿场资料基础上 ,运用珀金—克恩公式、卡特公式以及本文提出的压裂强度的概念 ,得到了该油田一、二次压裂缝长、缝宽的回归方程。目的　应用该回归方程对朝阳沟油田一、二次压裂缝长、缝宽及裂缝导流能力进行评价。结果　在压裂强度较大时 ,二次压裂缝宽增加较大 ;而在压裂强度较小时 ,缝长增加较大 ;二次压裂裂缝导流能力增加较大。结论　该方法对二次压裂评价和工艺设计以及提高压裂效果具有重要意义。     

安塞油田长6低渗透油藏重复压裂机理与效果分析

采用理论与实际相结合的思路,建立了重复压裂弹性变形方程以及裂缝扩展判据和裂缝流量公式。采用应变能强度作为判据,可以计算出压裂裂缝的扩展方向。裂缝的转向半径随着压裂液视粘度的上升而增大。根据低渗透油藏的生产特点和人工裂缝的渗流特征建立的油藏与裂缝渗流的数学模型可计算重复压裂后流体的采出(注入)量。进行了裂缝导流能力试验,研究了裂缝参数对重复压裂后的动态影响。重复压裂要取得理想的增产效果,一靠尽可能延长支撑缝长,增大泄油面积;二靠增大导流能力。大型重复压裂就是采用大砂量、大排量进行压裂,增大裂缝长度,采用高强度的支撑剂增大了压裂后油层的导流能力。对安塞油田长6层地质特征进行的重复水力压裂作了效果分析。     

沙南低渗砂岩油藏水力压裂效果评价

基于修正后的三维水力压裂模型，研究了沙南低渗砂岩油藏不同地层渗透特性对水力压裂裂缝长度或导流能力的影响，分析了目前水力压裂效果和最优缝长。结果表明，地层有效渗透率越大，水力压裂增产比越低，经济效益越低。     

低渗透油藏垂直裂缝井产量递减曲线研究

针对低渗透油藏进行水力压裂后形成的有限导流垂直裂缝,利用质量守恒和椭圆流法建立了考虑启动压力梯度低渗透油藏椭圆流数学模型.应用拉普拉斯变换求得低渗透油藏有限导流垂直裂缝井无因次产量表达式.运用Stefest数值反演分析了影响低渗透油藏有限导流垂直裂缝井产能的诸多因素.结果表明,裂缝表皮和无因次导流能力对垂直裂缝井产能的影响主要集中在生产早、中期.随着生产时间的推移,启动压力梯度对产能的影响越来越明显,压裂低渗透油藏开采后期应该考虑启动压力梯度对产能的影响.     

变裂缝导流能力下水力压裂整体优化设计方法

就油田开发过程中水力裂缝导流能力不断降低这一特点,提出了注水开发的低渗透油田变裂缝导流能力下水力压裂整体优化设计的新方法。该方法以注采井组为研究对象,建立了新的经济模型。考虑了压、注、采的费用或收益,并应用模拟退火算法优化缝长和裂缝导流能力。计算结果表明,提高裂缝妆始导流能力民是低渗透油田压裂效果的基础。     

水力压裂油井产能计算模型

利用油藏渗流理论,基于裂缝为有限导流能力,建立了水力压裂油井产能计算模型及其求解方法,并编制软件计算分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明,当裂缝半缝长一定时,裂缝的导流能力对油井IPR曲线的影响较小;而当裂缝的导流能力一定时,裂缝半缝长对油井IPR曲线的影响明显,提高裂缝半缝长能显著增加油井的产量;对于一定的裂缝半缝长,存在最佳的裂缝导流能力。     

压裂液伤害及油层保护研究

压裂施工中压裂液对油层和裂缝导流能力会造成伤害,直接影响压裂改造的效果。从压裂液残 渣、滤饼、破肢不彻底对油层和裂缝导流能力造成物理伤害及支撑剂选择不当造成裂缝导流能力物理伤 害原因进行系统的研究和试验;并依据室内试验结论,探讨了降低硼交联压裂液对油层和裂缝导流能力 伤害方法。研究结果表明,本研究对油层压裂改造中的压裂液种类及应用工艺的选择,进一步提高压裂 改造效果具有重要意义。     

基于精细地质模型的大型压裂裂缝参数优化

以Z23北区特低渗透油藏为例,基于Petrel软件建立的储层精细地质模型分析了控制工区压裂效果的关键地质因素。根据控制压裂效果的地质因素（油层厚度、渗透率）,将改造目的层一砂组、二砂组和三砂组各分为4类储层。以储层精细地质模型为基础,采用数值模拟方法和经济净现值法优选了8类储层的大型压裂裂缝参数。裂缝参数优选结果表明：对于非均质性强的储层,与储层相匹配的裂缝参数差异较大;要获得理想产能,低渗透储层需要造长缝,而渗透率相对较高的储层需要高导流能力裂缝。现场应用实践表明：按照此方法优选的裂缝参数压裂效果好,储层改造针对性强,可以推广。     

乌里雅斯太油田太27断块整体压裂数值模拟

乌里雅斯太油田太27断块属于典型的低渗透油藏,经过压裂改造后才具有一定的生产能力。为了优化太27断块的整体压裂参数,在考虑启动压力梯度的非达西渗流模型和整体压裂数学模型的基础上,采用数值模拟对生产井进行了历史拟合以验证模型的可靠性,并对乌里雅斯太油田太27断块反九点井网进行了整体压裂优化设计,分析了不同裂缝缝长比和导流能力对油井产能的影响。同时采用正交设计方法,设计了不同裂缝参数组合下的开发方案并进行优化。模拟结果表明,适合太27断块的裂缝参数为水井半缝长44 m,水井导流能力10 D·cm,边井缝长比0.3（半缝长66 m）,角井缝长比0.45（半缝长99 m）,角井导流能力为20 D·cm。在给定的井网条件下,裂缝缝长和导流能力存在最优值且并非越大越好,为其他低渗油藏区块整体压裂方案的设计提供技术参考。     

长6特低渗透油藏重复压裂复杂缝网参数优化

直井体积压裂作为一种新型、高效的开发方式,对重复改造储层快速增产有重要意义。基于特低渗油藏菱形反九点井网,建立了考虑初次压裂裂缝时变性和重复压裂复杂缝网特征的研究井组模型,应用数值模拟方法,根据剩余油分布结果优选重复压裂潜力井,并采用正交试验方法进行缝网参数的优化设计。结果表明:主裂缝导流能力对增产效果影响显著,其次为主裂缝长度和次裂缝导流能力,缝网宽度和次裂缝间距影响程度较小。在实际井网、井距和压裂工艺所限制的范围内,当主、次裂缝导流能力分别为25μm2·cm、3μm2·cm,主裂缝长度为290 m,缝网宽度、次裂缝间距分别为100 m、30 m时,开发效果最好。研究结果不仅为长6特低渗透油藏重复改造提供了理论基础,而且对同类油藏重复压裂缝网优化设计具有重要的借鉴价值。