水平井多段压裂后压力递减分析

目前水平井多段压裂的应用越来越多,但是现有的压裂压力递减分析方法都是针对单条水力裂缝的。由于水平井多段裂缝闭合时,流体流动特征与直井单条裂缝具有明显不同,针对直井单条裂缝的压裂压力递减分析方法不适用于水平井多段压裂。考虑水平井多段裂缝闭合时的压力变化特点,对多段裂缝强制闭合与裂缝自然闭合进行了分析,建立了多段裂缝同时闭合的压力递减模型和裂缝参数解释方法,编制了水平井多段压裂后压力递减分析解释软件,并进行了实例分析。模拟结果表明,压力递减分析方法可以解释出水平井多段压裂的重要裂缝及储层参数,实例应用结果表明,由所建模型模拟出来的裂缝参数解释结果可靠,对水平井水力压裂理论的发展以及指导现场施工都有重要的意义和参考价值。     

特低渗透油藏压裂水平井产量递减规律

基于考虑启动压力梯度和压敏效应综合影响的广义达西定律,以椭圆渗流理论和平均质量守恒定律为基础,分别建立了无限导流垂直裂缝井和有限导流垂直裂缝井的不稳态渗流理论,进而通过叠加原理建立了带有任意裂缝条数的压裂水平井产量递减模型,分析了压裂水平井不稳态时期的产量递减规律。结果表明,压裂水平井初期产量比较高、递减比较快,但是产量很快进入缓慢递减、平稳变化阶段。启动压力梯度、变形系数越大,压裂水平井单井产量越低;当启动压力梯度大于0.01 MPa/m以后,对产量及其递减规律的影响显著。压裂缝条数越多、裂缝越长、导流能力越大,压裂水平井产量也越高,递减速度也越快,但随着压裂缝条数、长度和导流能力的增加,产量增幅逐渐变小。     

多层致密油气藏分层压裂井裂缝非均匀导流能力试井分析方法

压裂直井和多级压裂水平井是致密油气藏目前研究的主要井型,鲜有研究多层致密油气藏分层压裂井合采时非均匀导流能力裂缝参数解释问题。针对多层致密油气藏分层压裂工艺,摒弃致密储层传统压裂缝导流能力均匀的假设,考虑分层压裂缝扩展差异性引起的压裂缝导流能力不均匀现象,通过Laplace空间变换、Duhamel叠加原理和Stehfest数值反演方法,建立了具有非均匀导流能力压裂缝的多层致密油气藏分层压裂试井分析模型,研制了识别多层致密油气藏分层压裂井流动特征的试井分析图版,分析了井筒储集系数、裂缝表皮系数、压裂缝导流能力分布特征、储层物性等对油气渗流规律的影响。结果表明：多层致密油气藏分层压裂储层的油气渗流可分为5个阶段,早期流动阶段受井筒储集系数和裂缝表皮系数影响,中期流动阶段受压裂缝长度及导流能力控制;在相同生产压差下,增大各层压裂缝长度和导流能力有利于提高油气井产量;忽略压裂缝导流能力和压裂缝扩展的非均匀现象,将低估压裂缝区域压力损耗、高估压裂生产井早期产能。通过实例井试井解释,获取了各层裂缝参数。     

致密气藏分段压裂水平井产量递减规律及影响因素

为得到致密气藏压裂水平井的产量影响因素及递减规律,利用考虑气体滑脱效应的拟压力和拟时间变量,建立带有矩形封闭边界的分段压裂水平井渗流数学模型,应用Newman乘积、Laplace变换、相似流动替换及压力叠加原理求解模型以得到气井不稳态产量公式。通过公式研究裂缝长度、导流能力、裂缝数和水平压裂段长度等参数对气井产能的影响,并应用正交试验法做参数敏感度分析。研究表明:裂缝参数不影响封闭气藏的弹性采收率,但决定达到弹性采收率的有效开采年限;增加裂缝导流能力、裂缝长度均可有效减缓气井递减速率,减小开采年限;压裂段长度、裂缝数间存在最优组合,当各裂缝泄流面积相等时开采效果最佳。在实例分析中,裂缝数、压裂段长度、缝长、导流能力对气井产能的影响程度依次降低,最优参数组合为裂缝数3条、缝长为97.6m,压裂段长为279.2m,导流能力为2 446.8×103μm3。     

致密气藏分段压裂水平井的不稳定压力与产量综合分析方法

基于达西线性渗流的常规试井解释模型及产量递减分析模型不再适用于具有非线性渗流特征的致密气藏,采用视渗透率的方法,建立了一种综合考虑储层应力敏感、启动压力梯度以及滑脱效应的压裂水平井3D非线性渗流数学模型。利用混合有限元方法对模型进行求解,获得了非线性渗流条件下压裂水平井的试井理论曲线及产量递减Blasingame曲线。研究结果表明,应力敏感及启动压力梯度会"抬升"试井理论曲线,"降低"产量递减曲线,减小压力扩散速度,延缓外边界响应的时间。滑脱效应会小幅度"降低"试井理论曲线,"抬升"产量递减曲线,但其影响程度比较小。利用所建立的非线性渗流模型对苏里格气田压裂水平井试井测试资料进行试井解释,对生产数据进行产量递减分析,将两者解释得到的储层参数及裂缝参数进行对比校正,并通过模型预测产量与实际产量的对比,证实新方法可靠实用,能降低解释的多解性,比常规方法更先进,可用于存在非线性渗流特征的致密气藏储层动态评价。     

考虑裂缝变导流能力的致密气井现代产量递减分析

针对水力压裂形成的裂缝导流能力会随空间以及时间发生变化这一特点,建立考虑裂缝空间、时间双重变导流和应力敏感效应的致密气压裂直井渗流的新型数学模型,采用混合有限元方法对模型进行求解,获得新模型的Blasingame现代产量递减分析典型曲线。以此为基础,讨论了裂缝空间、时间双重变导流及应力敏感效应对Blasingame曲线形态的影响。研究表明:空间变导流效应主要表现为降低早期典型曲线值;时间变导流效应会导致产量及产量积分曲线下掉,形成S型典型曲线;双重变导流则是两者效应的叠加;时间、空间变导流效应均不会延缓地层进入拟稳态阶段的时间。应力敏感会降低曲线值,但不会使曲线陡降;应力敏感会延缓地层进入拟稳态阶段的时间。忽略变导流效应和应力敏感效应,不会对井控动态储量的计算结果产生较大影响,但会给裂缝、储集层参数解释带来较大误差。经苏里格气田致密气压裂井的常规现代产量递减分析与模型对比,证实新方法可靠实用,且比常规方法精度更高,可用于存在裂缝变导流致密气压裂井的现代产量递减分析。     

压裂井试油压差优化的实验与有限元模型

通过实验研究了压裂裂缝导流能力的闭合压力敏感性,将实验结果用于渗流场有限元模型的理论计算,建立了压裂井试油压差优化的单裂缝有限元模型和考虑天然裂缝的有限元模型,并用其模拟一定压差控制下水力裂缝周围的应力场和排液速度,根据地层和支撑剂强度校核以及试油产量一试油压差曲线得到优化的试油压差.以塔中油田压裂井A井试油压差优化为例,根据地层和支撑剂强度校核得到试油压差的一个临界值为9.0 MPa;利用单裂缝、平行天然裂缝和垂直天然裂缝模型得到试油压差的另一个临界值分别为8.8 MPa、8.2 MPa和6.6 MPa,两个临界值的较小者即为合理压差值.各模型产量计算结果与实际试油产量对比发现,天然裂缝与水力裂缝的相对位置对产量预测影响很大.图10表1参16     

裂缝性油气藏压裂压降分析研究与应用

传统的压降分析解释技术适用于低渗透均质油气藏的压降分析，而对于裂缝性油气藏就不能很好地解释压裂后裂缝的参数。为了克服传统压降分析解释技术中的不足，文章在前人研究的基础上，综合考虑了储层中流体的可压缩性和天然裂缝的影响，以及压后立即放喷的情况，建立了裂缝性油气藏的压裂压力递减分析模型，从而形成了裂缝性油气藏的压降分析理论和解释技术，并研制了相应的解释软件。该软件可较好地用于裂缝性油气藏的压裂压力降落分析，解释并获得一些重要的裂缝及储层参数（如裂缝滤失系数、初滤失系数、闭合压力、闭合时间、裂缝长度、裂缝宽度以及压裂液效率等）。通过实例计算，说明了本解释模型、方法及软件具有一定的可靠性和实用性，这对裂缝性油气藏压裂裂缝参数的解释，以及运用获得的参数进行压裂施工效果评价和压裂设计具有一定的指导意义。     

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随着油气藏压裂技术的发展和应用，压裂后压力递减分析方法受到广泛重视。章针对压裂停泵后的压力测试数据，考虑裂缝中流体压缩性的影响，根据裂缝内的流体质量平衡原理，首次研究了裂缝闭合前、后的压力变化规律，即裂缝闭合前、后的压力测试数据均与时间函数成线性关系，提出了一种新的确定支撑裂缝闭合点的精确化分析方法，并给出了确定裂缝闭合压力、裂缝闭合时间及其它压裂评价参数的计算方法。该方法考虑了支撑剂的影响，既适用于测试压裂又适用于加砂压裂的压后压力资料分析，不仅可以获得压裂液滤失系数、裂缝长度、裂缝宽度、压裂液效率等评价参数，还可以获得传统压降分析方法不能获得的裂缝闭合压力和闭合时间、支撑裂缝闭合压力和闭合时间、支撑裂缝宽度等评价参数。最后，通过计算实例说明了方法的适用性和可靠性。     

裂缝性碳酸盐岩油藏酸压井产量递减规律研究

针对裂缝性油藏酸压后形成的垂直裂缝,建立了考虑裂缝表皮的裂缝性油藏有限导流垂直裂缝井数学模型,求得裂缝性油藏有限导流垂直裂缝井无因次产量表达式,并绘制了无因次产量随时间变化的双对数特征曲线图,对其产量递减规律进行了分析。分析结果表明,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。其产量递减曲线类似于普通直井,具有相对平缓递减和快速递减两个阶段。裂缝传输系数决定平缓段出现的早晚,储容比决定相对平缓递减阶段维持时间长短。     

压裂井支撑剂回流预测研究

新疆油田准东、石西和陆梁油田部分油井在压裂后出现支撑剂回流现象,影响了油井的正常生产,降低了压裂效果。针对压裂井支撑剂回流问题,开展了支撑剂回流预测研究,建立了支撑剂回流预测模型,以便在压裂设计阶段预测支撑剂回流趋势、采取适当的控制措施。在建立模型时,考虑了地层力学性质、地层流体、人工裂缝和支撑剂的影响。裂缝导流能力和地层渗透率决定了产出液在裂缝和基质之间的分配关系;在建立裂缝临界流量模型时,首先推导出理论临界流速,然后考虑缝宽、闭合应力和支撑剂的影响对其进行修正。现场实例计算表明,模型的预测结果与现场生产实际相符合。     

基于不稳定渗流压裂水平气井产能研究

对于低渗、特低渗气藏，用水平井开采不一定能取得满意的效果，水平井水力压裂技术已成为开采低渗透气藏的重要手段，水平井压裂后的产能预测又是水平井压裂技术的一大难题。文章以生产过程中裂缝内流体的非稳态流动为基础，应用复位势理论、叠加原理和数值分析求解方法，并考虑压裂水平井地层渗流和水平井筒管流耦合，建立了压裂水平井多条裂缝相互干扰的产能预测新模型，使计算结果更加合理。计算结果表明：该模型计算产量与实际生产数据符合率高；水平井筒内的压力损失对压裂水平井的生产动态有一定的影响；水平井内每条压裂缝的产量并不相等，端部裂缝的产量高于中部裂缝的产量；水平井筒内的压力呈不均匀分布，从指端到根端压力逐渐降低；裂缝不对称会使压裂水平井产量降低。研究成果对低渗透气藏的压裂水平井的设计具有一定的指导意义。     

体积压裂水平井三线性流模型与布缝策略

低渗透致密储层进行大规模压裂改造在地层中形成多条裂缝及复杂裂缝网络是获得经济产能的主要手段,通过有效的方法对压裂水平井裂缝分布评价、压裂改造体积及压裂后产能预测对压裂施工效果分析具有重要意义。为此,在充分结合致密油储层特点和压裂改造设计思路的基础上,针对压裂措施后形成的分级多簇的裂缝排布及裂缝有限导流渗流特征,建立了水平井体积压裂三线性流数学模型,应用Laplace变换,求得定产条件下封闭边界单条裂缝的拉氏空间解;通过Stehfest数值反演及多裂缝叠加原理,得到了体积压裂水平井井底压力和产量的表达式;同时,结合美国巴肯致密油储层生产特征参数对模型的正确性进行了验证。对产能影响因素研究结果表明,裂缝排布方式对储层改造体积影响较大,级簇比越大累积产油量越高;增加裂缝条数可以有效提高储层动用效率,在进行水平井体积压裂措施设计时应充分考虑裂缝级数或簇数增加导致产量下降问题。研究结果对致密油储层水平井体积压裂设计及产能评价具有重要意义。     

裂缝性低渗透油藏稳态渗流理论模型

随机分布在储集层中的天然裂缝不同于与油水井相连通的人工裂缝,进行稳态产能方程研究时,在数学上用常规方法难以对其进行处理。用等值渗流阻力法解决了这个难题,建立了裂缝性低渗透油藏稳态渗流的理论模型。可利用该模型来研究天然裂缝参数对产量及压力的影响规律,也可研究人工裂缝参数对压裂直井产量的影响规律。该模型具有对裂缝参数考虑较全、简单实用的特点。计算实例从理论上说明了低渗透油藏中,油水井部署在天然裂缝发育处开发效果较好的原因。     

致密油藏压裂水平井非稳态产能预测模型

考虑启动压力梯度和压敏效应影响下的基质—裂缝、裂缝—井筒的耦合流动,以椭圆渗流理论和叠加原理为基础,通过当量井径原理,建立了带有多条横向裂缝且裂缝间相互干扰的压裂水平井的非稳态产能预测模型,并分析了压裂水平井产量变化规律及各因素对产能的影响。实例计算结果表明,致密油藏压裂水平井初期产量高、递减快、高产期短,后期产量低、趋于平稳、稳产期长。启动压力梯度和应力敏感效应影响大,启动压力梯度、变形系数越大,压裂水平井单井产量越低。水平段长度越长、压裂缝条数越多、裂缝越长、导流能力越大,压裂水平井产量越高,但各自存在最优范围。     

压裂井组非线性渗流模型求解

精细描述低渗透油藏中流体流速与与压力梯度的非线性关系,是准确计算低渗透油藏压裂井组产量的基础。为此,在描述低渗透油藏非线性渗流特征的基础上,建立了低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型,该模型根据渗流特征将渗流过程分为非线性渗流阶段和拟线性渗流阶段进行计算。利用Taylor展开对非线性数学模型进行线性化处理,建立了有限差分方程组,并编制了计算机求解程序。算例分析表明:采用非线性数学模型计算出的地层中压力和饱和度的分布符合地层实际情况;五点法井网压裂井组注水井的裂缝导流能力会随着裂缝闭合而降低,注水效果变差,导致油井产量降低。研究结果表明,低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型可以较准确地描述低渗透油藏中流体流速与压力梯度的非线性关系,为准确计算低渗透油藏压裂井组产量奠定基础,为低渗透油藏注水开发提供指导。      

裂缝性油藏单井渗流规律研究

在进行裂缝性油藏渗流理论研究时，用常规方法难以对随机分布在储层中且不与油水井相连通的天然裂缝进行处理。为此，根据等值渗流阻力原理，将天然裂缝表征成果应用到油田开发研究中，考虑天然裂缝表征参数对渗流特征的影响，建立了裂缝性油藏单井稳态渗流的理论模型。用实际油藏参数进行了实例计算，研究了裂缝长度、裂缝开度、裂缝数目、裂缝线密度及裂缝与油井的相对距离等参数对压力分布和产量的影响。结果表明，在距井约10m范围内天然裂缝对压力分布和产量的影响大，超过10m，对压力分布和产量的影响减小；裂缝开度、数量和线密度超过一定值后天然裂缝对压力分布和产量的影响程度减小。     

低渗透油藏压裂井产量递减规律分析

针对低渗透油藏水力压裂后形成的有限导流垂直裂缝,建立了考虑启动压力梯度低渗透油藏垂直裂缝井产量递减分析数学模型,并进行了求解,绘制了相应典型曲线,分析了曲线特征,并对参数敏感性进行了分析,同时分析了启动压力梯度对实例井产能的影响。研究表明,存在启动压力梯度低渗透油藏有限导流垂直裂缝井产量比不存在启动压力梯度时递减更快,这种差别在生产中后期尤为显著。实例分析表明,启动压力梯度对低渗透油藏压裂后产能影响较大,不应被忽略。     

低渗透气藏压裂水平井产出剖面与裂缝参数反演解释

为解决低渗透气藏水平井投产后产气剖面不清、裂缝贡献未知、裂缝参数难以确定等问题,以耦合的压裂水平井温度剖面预测模型作为正演模型,基于Simulated Annealing(SA)算法建立了分布式温度测试(DTS)数据反演模型,并对反演流程进行了优化,最终形成了 一套基于DTS的压裂水平井产出剖面与裂缝参数定量解释方法....