考虑裂缝导流能力时效性的多级压裂水平井产能半解析模型

目前多级压裂水平井产能计算模型研究较多,但大部分产能模型都没有考虑裂缝导流能力时效性对产能的影响。而室内实验和矿场实践表明,在实际生产过程中,裂缝导流能力随时间不断变化。本文利用源函数法求解油藏渗流模型,利用有限差分方法离散求解考虑裂缝导流能力随时间变化的裂缝渗流模型,并通过裂缝和油藏接触面处的流量和压力相等这一边界条件,将这两者进行了耦合,得到了考虑裂缝长期导流能力的多级压裂水平井产能半解析模型。模型计算结果表明,导流能力随时间的降低,在产能预测分析中是不可忽略的因素,这一因素会改变油藏的渗流场分布,改变裂缝内的流量和压力分布,会使更多的流体通过井筒附近的裂缝流入井内。本文建立的模型和计算结果对于储层产能预测研究和实际生产都有较大的指导意义。     

压裂井裂缝导流能力研究

裂缝导流能力是水力压裂中一个重要的设计参数。在国内外已有研究的基础上，着重考虑了裂缝导流能力随着时间和缝长的变化，建立了模拟压裂井裂缝导流能力的二维单相的物理模型和数学模型，并对模型进行了数值求解。通过给出的实例计算，从一定程度上验证了模型的实用性和可行性，对准确认识裂缝导流能力、完善压裂设计、优化油气井的增产措施都提供了有益的指导。     

超低渗储层水平井分段压裂裂缝参数优化

随着水平井多级分段压裂技术的不断突破和完善,超低渗砂岩油藏已成为勘探开发的热点。由于这类储层的特殊性,水平井分段压裂优化设计还处于探索试验阶段。为了提高超低渗砂岩储层压裂改造效果,有必要深入研究不同裂缝参数对水平井产能影响。为此,利用先进的非结构化网格和局部网格加密技术描述油藏和裂缝,另外引入β因子模拟双重介质的非达西渗流。然后运用油藏数值模拟技术进行了大量的单因素数值实验,研究了裂缝无量纲导流能力、裂缝半长以及裂缝级数对压裂井增产倍数以及含水率的影响,并优选出了适于超低渗储层的分段压裂水力裂缝参数。     

压裂井裂缝导流能力研究

裂缝导流能力是水力压裂中一个重要的设计参数。在国内外已有研究的基础上,着重考虑了裂缝导流能力随着时间和缝长的变化,建立了模拟压裂井裂缝导流能力的二维单相的物理模型和数学模型,并对模型进行了数值求解。通过给出的实例计算,从一定程度上验证了模型的实用性和可行性,对准确认识裂缝导流能力、完善压裂设计、优化油气井的增产措施都提供了有益的指导。     

考虑页岩裂缝长期导流能力的压裂水平井产量预测

页岩气井压裂后初期产量高,随后产量迅速递减,但在预测页岩气压裂水平井产量时,目前国内尚无实际产量递减规律可借鉴。为此,进行了2.5和1.0 kg/m2两种铺砂浓度下的长期导流能力试验。试验结果表明,支撑剂的嵌入及破碎导致前2 d导流能力约降低43%,4 d后导流能力则降低得很少。将试验结果应用到川东南某井数值模拟中,恒定导流能力方案产量为考虑长期导流能力方案的2~3倍;10年生产动态预测结果显示,示例井生产周期可分为3个阶段,前2年产量递减率高达42%~46%,第3~4年产量递减率降至27%~37%,第5~10年产量递减率缓慢降至4%以下。研究结果表明,页岩支撑剂评价优选应以裂缝长期导流能力试验结果为基础,考虑裂缝长期导流能力影响的产量递减规律可为页岩气压裂水平井重复压裂时机的确定提供依据。      

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。     

分段压裂水平井非稳态渗流产能分析

应用Green函数和Newman积原理,考虑裂缝导流能力随时间衰减因素和多条裂缝间干扰因素,推导出分段压裂水平井非稳态条件下的产能公式和计算方法,实现了产量随时间变化以及单条裂缝产量的计算。计算结果表明:裂缝干扰条件下与裂缝互不干扰条件下水平井产量差距较大;裂缝无限导流情况下与裂缝有限导流情况下水平井产量有明显差距;裂缝所处位置对裂缝产量衰减程度有一定的影响;裂缝导流能力衰减强度对水平井产量也有一定的影响。     

支撑剂嵌入对水力压裂裂缝导流能力的影响

根据室内实验,对蒙纳尔钢片、砂岩岩心板和泥岩岩心板在相同的铺置浓度和相同的裂缝闭合应力下的缝宽、渗透率以及导流能力进行了比较,就支撑剂嵌入对于裂缝宽度、渗透率以及导流能力的伤害等影响做了详细的研究。研究发现,支撑剂在裂缝闭合后将不可避免的嵌入到岩层中,砂岩纯度越高,其嵌入越小,从而对于支撑裂缝缝宽和导流能力影响越小,泥质含量越高,则其嵌入越严重,支撑裂缝的导流能力损失就越大;而对于蒙纳尔钢片几乎没有嵌入,其导流能力跟嵌入几乎没有关系。     

煤层气水平井分段压裂裂缝参数优化设计

运用水平井分段压裂开采煤层气是单井增产的最新手段之一,其中人工裂缝参数设计是影响煤层气水平井压裂后投产效果的重要因素。通过数值模拟研究了沁水拗陷东翼中段区块压裂后单一指标变化下不同裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距及导流能力对煤层气水平井产能的影响,采用正交试验法定量研究不同裂缝参数值对压裂水平井产能影响的主次顺序和显著程度,进而确定出研究区内煤层气水平井最佳的压裂裂缝参数组合,为目前处于起步阶段的煤层气水平井压裂优化设计提供参考。研究结果表明,煤层气水平井压裂裂缝条数保持2~3条,裂缝长度130~160 m,裂缝间距400~600 m,导流能力15~25 um2·cm,压裂效果和经济效益最理想。     

红河油田致密裂缝性油藏水平井分段压裂设计优化

红河油田长8油层组属典型的致密裂缝性油藏,储层基质渗透率低、裂缝发育、非均质性强,水平井钻遇储层物性变化大,要求压裂设计具有差异性和针对性。首先根据实际压裂井,进行压裂改造效果影响因素分析,确定了压裂改造效果的主要影响因素,得出裂缝发育程度是压后产量的主控因素;其次利用油藏数值模拟方法,优化了基质区、裂缝发育区的压裂施工参数,并针对红河油田长8油层组的储层类型,结合三维地震,建立了三维压裂设计思路,针对不同的储层类型形成了不同的压裂设计方法,提高了压裂设计的针对性和有效性,通过现场试验取得了显著的改造效果,对后续红河油田长8油层组及类似油藏的水平井分段压裂改造具有重要的指导意义。     

一种预测压裂水平井生产动态的新方法

结合压裂水平井裂缝形态和生产过程中的渗流机理，应用复位势理论和势叠加原理等基本渗流理论，推导出了均质矩形油藏中，压裂水平井的生产动态预测公式。在推导过程中，考虑了不同裂缝之间的干扰以及流体在水平井筒中流动时产生的压降对产量的影响。最后，对大庆树平1井进行了模拟，证明了该方法的正确性。     

水力压裂支撑裂缝导流能力计算与分析

水力压裂已广泛用于油气藏开发,而裂缝导流能力是压裂优化设计的重要指标.目前很少有研究涉及到楔形裂缝的导流能力,而水力压裂后裂缝多呈现为近井筒处开口大,远井筒处开口小的楔形.在考虑支撑剂嵌入、裂缝形态(楔形)的基础上,建立了支撑裂缝导流能力计算模型,通过与文献中的数据对比验证了模型的准确性,并分析了关键参数对裂缝导流能力的影响.结果表明:沿着裂缝远离井筒,导流能力降低,降低趋势为裂缝跟端附近降低快、趾端附近降低慢;支撑剂嵌入导致有效流动空间减小、裂缝导流能力降低;裂缝宽度一定时,支撑剂越小,裂缝有效流动空间越小,导流能力越低.该文提出的支撑裂缝导流能力计算模型很容易嵌入到压裂数值模拟软件中,具有广泛的应用前景.     

低渗气藏压裂中裂缝导流能力的影响因素研究

利用改进的API线性导流仪,对支撑剂充填层气体导流能力的主要影响因素进行了实验研究.研究表明,低渗气藏压裂改造过程中,除支撑剂种类、强度、闭合压力、铺置浓度等影响裂缝导流能力外,充填层的微粒及其含量、液体滞留是气体导流能力下降的主要因素.此外对现场使用的压裂交联液进行了充填层气体导流能力的损害评价,提出了防止和减少压裂液损害的有效方法和措施.     

页岩气水平井分段压裂优化设计新方法

针对页岩气水平井分段压裂形成的复杂性裂缝量化表征困难、压裂优化设计方法不成熟的问题,对已有裂缝复杂性指数表征方法做了进一步深化,考虑各分支裂缝沿主水力裂缝方向的分布密度及其相互间渗流干扰波及面积,提出了新的裂缝复杂性指数表达式,使其不仅仅是一个范围,而是一个具体数值。围绕最大限度提高裂缝复杂性指数的压裂优化设计目标,从配套施工参数的优化与控制、最终预期产量的预测等方面入手,给出了针对水平层理缝/纹理缝发育储层、高角度天然裂缝发育储层的压裂优化设计方法及流程,并提出了天然裂缝分布密度及延伸缝长的定量描述方法。该压裂优化设计新方法在涪陵焦石坝某井进行了试验,其无阻流量比邻井约高26%,证明该新方法能有效提高页岩气水平井分段压裂的效果,对页岩气的经济有效开发具有重要意义。     

分段压裂水平井裂缝形态优化及产能特征研究

水平井分段压裂技术被广泛应用于致密油藏注水开发过程中。为了得到与井网匹配最佳的人工布缝形态,基于水平井采油和直井注水的七点井网,利用数值模拟和流线模拟方法,研究了不同裂缝形态对水平井开发效果的影响,并分析了其产能分布特征。模拟结果表明:纺锤型(双缝)裂缝形态在增加远离注水井的压裂段裂缝(中间裂缝)所在区域流线密度、提高水驱波及效率的同时,使水平段不同位置的裂缝含水较均匀上升,可充分发挥中间裂缝的作用,最终采收率较高。研究结果可为分段压裂水平井的施工设计提供理论指导。     

页岩储层水力压裂支撑裂缝导流能力影响因素

支撑裂缝的导流能力是评价页岩储层水力压裂施工效果的一项重要参数,其大小受到多种因素影响。文中开展了支撑剂类型、颗粒大小、铺砂浓度等对支撑裂缝导流能力影响的室内实验研究。结果表明:陶粒的导流能力明显高于石英砂和覆膜砂,在低闭合压力条件下,20~40目陶粒的导流能力最大,在高闭合压力条件下,组合支撑剂的导流能力明显高于单一支撑剂;铺砂浓度越大,裂缝导流能力越大;循环应力加载模式下,裂缝导流能力比稳载时下降了31.7%,经过滑溜水和胍胶压裂返排液污染后,裂缝导流能力分别下降了33.9%和76.5%。研究成果指导了X-4井的现场压裂施工,该井措施后产气量较高且稳定生产,压裂增产效果较好。     

变生产指数下水平井生产动态分析

将Dikken模型中沿整个水平井段单位长度生产指数为常数的假定推广到为分段常数的情况,建立了变生产指数的分段井模型,并对新模型提出了数值算法.用编制的软件对两个算例进行了计算,绘制了水平井截面流量、径向流入剖面图,并计算了水平井沿程压力分布.利用本模型可根据油藏的实际情况对水平井水平段射孔分布和密度等完井方式进行优化设计,为现场使用水平井优化动态分析提供理论根据.     

通道压裂裂缝导流能力数值模拟研究

为了计算通道压裂裂缝在实际条件下的导流能力并分析影响导流能力的因素,在分析通道压裂砂堤分布规律的基础上,建立了裂缝内流体流动模型,利用数值模拟方法模拟了某一通道压裂气井裂缝内流体的流动规律和压力分布规律,并计算了裂缝的导流能力。结果表明:通道压裂裂缝的导流能力基本不随井底流压、气体密度和气体黏度变化;通道压裂裂缝内空隙通道的结构和分布是影响裂缝导流能力的主要因素,如果通道压裂裂缝内没有形成连续的大通道或大通道坍缩形成离散分布的空隙结构,则裂缝内流体的流动阻力会增大,从而导致通道压裂裂缝导流能力较预期有大幅度降低。该研究结果可为提高通道压裂裂缝的导流能力提供理论依据。