超低渗透油藏水平井压裂优化及应用

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏储层致密、物性差、孔喉细微,是典型的低压、低渗、低丰度油藏,超前注水和水平井分段压裂技术可提高其开发效果.文中以最具代表性的华庆油田长6超低渗透油藏为研究对象,结合注采井网根据水平并段与注水井的相对位置,将常规压裂和体积压裂进行组合设计,在距离水线较近的井段实施小规模压裂,距离水线较远的井段实施大规模体积压裂.该方案的实施,在减小早期水淹风险的同时进一步扩大了储层改造体积,提高了人工裂缝和井网、注水的适配性.同时,开展了8口水平井新型压裂设计的矿场试验,与采用常规压裂设计的邻近水平井相比,试油产量提高20 m3/d左右,投产初期3个月累计产油量提高184t,含水率较低且保持稳定.     

基于遗传算法优化超低渗透油藏水平井压裂裂缝参数

超低渗透油藏水平井压裂裂缝优化需要考虑注采井网、储层物性等因素,综合优化压裂段数、裂缝长度、布缝方式及裂缝导流能力等,只有这些参数达到最优组合,水平井开发才能获得更优的开发效益。结合长庆油田ＸＸ超低渗透区块的储层参数,在既定的七点井网和储层特征条件下,将遗传优化算法与ＰＥＢＩ数值模拟运算相结合,考虑压裂水平井的人工裂缝条数、裂缝长度、裂缝宽度及裂缝导流能力对压裂水平井开发效果的影响,优化得出该超低渗区７００ｍ水平段的水平井人工压裂参数的最佳组合为：裂缝条数１２～１４条、裂缝最大半长１７５ｍ,裂 缝导流能力（３５０～４００）×１０－３μｍ２·ｍ,裂缝宽度０．８～１．３ｃｍ。     

超低渗透油藏五点井网水平井无阻重复压裂技术研究与应用

五点水平井注采井网＋分段压裂开发有效提高了鄂尔多斯盆地超低渗透油藏初期单井产量,但受裂
缝间距大、改造规模小、水平段中部能量补充困难等因素影响,长期生产产量递减较大。文中基于五点井网剩余油
和压力场分布规律,以缩短地层流体渗流距离、减小渗流阻力小为目的,从增加储层改造体积、裂缝与油藏接触面
积、复杂缝网导流能力和区域地层能量水平四个方面出发,形成了水平井“中高排量注入、近井筒＋裂缝远端二级
暂堵、组合粒径支撑剂、多功能压裂液、压后关井扩压”的分段重复压裂模式,优化施工排量为５～６ｍ^３／ｍｉｎ,近井筒
缝口４～６ｍｍ暂堵剂一级封堵、裂缝端部２～３ｍｍ暂堵剂二级桥堵来提高净压力,单井液量为５０００～６０００ｍ^３,分
段压后关井扩压１～１．５ｄ。该技术在华庆长６超低渗透油藏现场应用后取得较好的增产效果,４口试验井与常规
重复压裂相比,提高单井产量５０％～７０％,对其他油田的非常规储层提高老井单井产量有一定的借鉴意义。     

超低渗透油藏水平井重复压裂新老缝合理配比研究

超低渗透油藏初次压裂投产后,由于地层能量亏空严重、裂缝失效等原因,油井产量递减迅速,无法满足生产需求,需要进行重复压裂,重复压裂设计的关键是确定合理的布缝位置和重复压裂的新缝数量。基于长庆油田元284井区储层地质特征,结合初次压裂生产情况,建立了水平井重复压裂裂缝延伸数值模拟模型;对比了不同新老缝配比条件下重复压裂储层改造体积与最终开采效果,明确了重复压裂前注水补能提高重复压裂改造效果的机理;通过分析经济收益,获得了合理的新老缝配比关系。模拟结果表明：重复压裂新缝为2条、缝间距为20 m时,更有利于形成复杂缝网,提高采收率;随着2条老缝间重复压裂新缝数量增加,更有利于裂缝间相互沟通形成复杂缝网,提高储层改造效果;老缝间重复压裂的新缝数量较多时,由于裂缝之间的相互干扰,会导致开发生产前期产量增幅递减,但随着不断生产,由于储层改造更为充分,对后期稳产较为有利。研究结果为超低渗透油藏水平井重复压裂方案设计提供了理论依据。     

超低渗透油藏水平井参数正交试验设计与分析

超低渗透油藏水平井产能影响因素之间相互关联与干扰,传统的单一因素分析难以定量描述水平井参数对其产能影响的主次顺序和显著程度。针对该问题,引入正交试验设计方法,就压裂裂缝参数及水平井参数对产量的影响进行了直观分析,包括裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力和水平井长度等影响参数。根据所得到的主次关系结果,优选了适合于超低渗透油藏水平井开发的压裂裂缝参数和水平井长度的最佳组合方案。结果对于超低渗透油藏水平井开发井网布置方案的优化设计具有一定指导意义。     

长庆油田华庆超低渗油藏水平井压裂裂缝优化

长庆油田华庆超低渗透油藏主要采用水平井注水开发技术来提高开发效果,如何进行压裂裂缝优化设计是提高开发效果的关键。文中在对油藏特征分析的基础上,结合注采井网对水平井压裂裂缝长度、改造段数、布缝方式及施工参数进行了优化研究,提出了适合华庆超低渗油藏水平井的改造参数。24口水平井矿场实践表明,该参数组合具有较好的适应性,水平井产量达10.3 t/d,为直井的5倍,对类似油藏水平井压裂参数优化具有借鉴意义。     

超低渗透油藏分段多簇压裂水平井产能影响因素与渗流规律 ——以鄂尔多斯盆地长8超低渗透油藏为例

水平井分段多簇压裂是开发超低渗透油藏的有效手段之一。以鄂尔多斯盆地长8超低渗透油藏黄平34-22分段多簇压裂水平井井组为研究对象,对裂缝参数与分段射孔参数进行了优化。利用网格加密技术,建立了分段多簇压裂水平井井组数值机理模型,研究了储层应力敏感、裂缝半长、裂缝导流能力、改造区和非改造区渗透率以及采油速度对分段多簇压裂水平井产能的影响。研究结果表明:弹性开发时上述参数对产能的影响比注水开发时更加显著;储层应力敏感对产能不利,裂缝半长和导流能力的增大对产能有利,但综合考虑收益与施工成本及难度,与采油速度一样,它们均存在最优值;进一步提高改造区的渗透率对产能的提升有限,而提高非改造区的渗透率可以大幅提高产能;封闭油藏分段多簇压裂水平井的渗流可分为井筒储集影响阶段、初始拟径向流动阶段、裂缝线性流阶段、系统椭圆流阶段和边界影响流阶段。     

低渗透油藏重复压裂机理研究及现场应用

对重复压裂造缝机理的研究表明，重复压裂井由于初次压裂裂缝以及油层生产活动引起的压力下降，导致近井地带的应力场发生变化，从而在重复压裂过程中引起裂缝的重新定向。结合华北油田桐西断块储层低渗透的特点，进妒了重复压裂参数的优化和压裂材料的选择，提出了选井选层的原则。重复压裂技术在桐47-43x井成功实施，取得了很好的增油效果，为桐西断块储层下一步的开发提供了重要的技术措施。     

超低渗透油藏水平井缝间异步周期注采补能技术

由于超低渗透砂岩油藏水平井缺乏补充能量的有效手段,为此提出水平井同井缝间轮换注采工艺。该工艺管柱由丢手接头、Y445封隔器、Y341封隔器、单向配注器、单向配产器、脱卡器组成,可实现部分压裂缝注水、部分压裂缝采油,在同一口水平井内实现分段异步注采补能。缝间异步注采增油是水驱、弹性驱、渗吸多种驱动机理综合作用的结果,相比传统的面积注水井网,更容易形成有效驱动。研究表明:水平井同井缝间异步周期注采补能方法采用水力压裂裂缝注水,油藏吸水面积大幅度增加;流场形状由径向渗流转变为线性渗流;缩短注入端与采出端的距离,提高了驱替压力梯度,有效渗透率也随之增大,这些机制综合作用起到了增油的效果。现场试验表明,水平井同井缝间异步周期注采补能方法能有效提升单井产量,可在超低渗砂岩油藏规模推广。     

低渗透油藏压裂水平井井网优化方法研究

采用压裂水平井井网是开发低渗透油藏的有效手段,但此类井网的缝网参数较多,注水开发使得渗流规律与油水分布更为复杂,诸多参数存在交互作用,井网优化难度增大。针对压裂水平井缝网参数优化过程中面临的问题,按照从局部到整体,从主要到次要的研究思路,分析裂缝半长与裂缝密度对压裂水平井单井产能的影响规律;然后根据裂缝参数技术界限,以最大采出程度和净现值为目标,研究了注采井距、水平段长度、水平井裂缝半长、注水井裂缝半长、排距等缝网参数对目标值的影响规律及相应机理,得出了缝网参数的最优组合,为低渗透油藏压裂水平井网优化提供了方法和借鉴。     

特低渗透油藏油井压裂裂缝参数优化

油井压裂开发是目前提高特低渗透油藏开发效果的有效手段。为了充分发挥水力裂缝的作用,裂缝参数必须设计得合理。以某特低渗透油藏为例,采用矩形网格剖分与PEBI网格剖分相结合的方法模拟水力裂缝,在300 m反九点井网条件下,运用油藏数值模拟方法对裂缝方位、导流能力及裂缝穿透比进行了优化,并采用正交试验法分析了裂缝参数对特低渗透油藏开发动态的影响规律。结果表明:压裂裂缝方位应考虑井网形式与最大主应力方向;裂缝的导流能力和穿透比不是越大越好,而是存在一个最佳值;在文中特低渗透油藏条件下,裂缝方位是影响采出程度的主要参数,其余依次为裂缝的导流能力和穿透比;裂缝导流能力是影响含水率的主要参数,其余依次为裂缝的方位和穿透比。      

Numerical Simulation Research on Energy Supplement of Low Permeability Reservoirs with Fractured Horizontal Wells

The fractured horizontal wells are widely used in many large oil fields to enhance oil recovery.Currently most of fractured horizontal wells were developed in elastic recovery.It is urgently needed to supply formation energy because of the fast production and pressure decline.In this paper,a five-spot model of horizontal wells was built based on the Jilin Oilfield geological data from the horizontal wells demonstration area.Compositional simulation were applied to study on the effectiveness of four development methods for three types of low permeability reservoirs with fractured horizontal wells and the impact of the distribution of the fracture was analyzed.Reasonable suggestions were proposed for three types of low permeability reservoirs from two aspects,development mode and fracturing design.This paper will provide some guidance for fractured horizontal well development.     

特低渗透油藏定面射孔压裂技术研究与应用

安塞油田长6特低渗透油藏注水开发多年,水驱前缘已经波及储层高渗透带,大量剩余油分布于储层纵向低渗段。为开发低渗段剩余油,采用定面射孔压裂技术,利用定面射孔形成垂直于井筒轴向的扇形应力集中面,引导水力裂缝沿井筒径向扩展,控制裂缝纵向延伸,实现低渗段剩余油挖潜。在研究长期注采条件下的剩余油分布及岩石力学参数变化特征的基础上,模拟分析不同定面射孔相位角下的裂缝起裂效果,根据裂缝融合面积优选出最佳射孔相位角;同时,根据较小应力差条件下的裂缝模拟结果,优化压裂改造参数,控制裂缝高度。安塞油田78口井长6油藏开发中应用了定面射孔压裂技术,平均单井增油量达1.8 t/d,是常规压裂的2倍以上,取得了较好的效果。研究与应用表明,定面射孔压裂技术可为特低渗透油藏低渗段剩余油挖潜提供新的技术手段。      

超低渗透油藏水平井线注线采能量补充方法探索

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏采用“点注面采”的水平井五点井网注水开发方式,表现出见效程度低、递减大等问题。为了强化注水、提高水驱见效,提出了水平井“线注线采”能量补充技术,以期实现井间互驱、缝间自驱和本井渗吸的目标。通过开展储层岩石力学测试,建立缝网分布预测模型,揭示了不同脆性指数及差应力下压裂缝的形态。脆性指数越接近0.5,两向应力差越大,裂缝带的长宽比越大、越扁平,越适合线注线采井网要求。对合水油田长63油藏开展精细地质研究,优选Z288井南部为试验区,根据裂缝形态、储层特征等制定相应的井距、段间距、水平段、注水量等技术政策。通过在盆地合水地区开展井组试验,单井递减下降6.5个百分点,验证了该方法的合理性及可操作性,为超低渗透油藏水平井补能提供了有效的技术手段。     

长庆油田特低渗透油藏中高含水井调堵压裂技术

长庆油田特低渗透油藏进入中高含水期后受储层高渗带影响,常规重复压裂存在含水率上升、增产幅度低等问题。为解决该问题,根据典型油藏长期注采开发实际,采用油藏三维地质建模方法,结合加密井生产资料,研究了中高含水油井调堵压裂增产机理,分析了不同调堵压裂参数对油井重复改造效果的影响,提出了“前置调堵控含水、动态多级暂堵压裂提单产”的重复压裂技术思路。通过室内试验,研发了PEG-1凝胶,凝胶主剂质量分数为5%～10%时,可保持较高水平的凝胶强度;优化注入排量为1.5 m3/min,注入量为300～600 m3,可在裂缝深部40～80 m处封堵高渗条带;优化动态多级暂堵压裂技术,缝内净压力提高到5.0 MPa以上,实现了压裂裂缝由低应力区向高应力区扩展,以动用侧向剩余油。现场试验结果表明,实施调堵压裂后单井日产油量平均增加1.07 t,含水率降低9.0百分点,实现了中高含水井重复压裂“增油控水”的目的。该调堵压裂技术为长庆油田特低渗透油藏中高含水井重复改造提供了新的技术途径。      

水平井开发低渗透油藏的研究与应用

论述了低渗透油藏的基本特征,并提出了在油藏有利部位采用水平井开发的方案。通过用等效半径法和生产压差降低程度法的对比及评价,提出了水平井开发低渗透油藏的油藏条件和选井原则。侧钻水平井技术在辽河油田静１７块开发中的应用表明,利用水平井开发低渗透油藏的效益非常显著,应进行系统研究和大力推广。     

裂缝转向对低渗地层水平井压裂的影响

水力裂缝转向作为压裂过程中的一种重要现象,可造成近井筒裂缝的弯曲,对于裂缝中支撑剂的传输和流体的流动规律具有很大影响,可最终影响水力压裂的成败和人工裂缝的导流能力。统计了长庆油田水平井压裂施工的部分资料,分析了长庆油田水平井压裂的特点。结合二维裂缝的平面应变模型,建立了裂缝转向的曲率半径与地层物性参数和压裂施工参数的关系,并针对性地分析了不同参数对于裂缝曲率半径的影响。结果表明,水平应力差对裂缝的转向距离有决定性的影响,压裂施工排量对水力裂缝高度的增长贡献显著,控制排量、延长注液时间能有效增加裂缝长度。结论对于压裂参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。     

水平井致密油储层近井和远井可压性研究

基于测井资料讨论了近井脆性指数和近井可压性的求取方法。利用压裂施工曲线,反求岩石力学参数,得到远井脆性指数;从破裂耗能的角度评价地层压裂的难易程度,利用远井脆性指数和压裂射孔段单簇裂缝破裂耗能指数构建远井可压性指数。将2种方法应用于1口致密油水平井的可压性评价中,从近井和远井脆性指数、近井和远井可压性指数分别与造缝体积(V_(SR))的关系可知,脆性指数反映储层改造体积有限,可压性指数更能反映储层改造体积情况;相较近井可压性,远井可压性考虑了压裂段整个地层的情况,与储层改造体积关系更好。同时近井和远井可压性指数与储层产能关系较好,这对致密油水平井储层进行压前预测和压后评估具有重要意义。     

特低渗透、超低渗透油藏试井设计可行性研究

针对特低渗透油藏试井测试中存在的合理测压时间问题,通过稳定试井设计计算,首先判断特低渗透油藏油井压裂裂缝的闭合情况,得到了确定压裂裂缝是否闭合的方法;其次通过产能指示曲线是否与压力轴相交,提出了确定特低渗透砂岩油藏启动压力梯度的一种方法;同时,通过对特低渗、超低渗透油藏在不同工作制度下的多井试井设计,详细论证了多井干扰及脉冲试井在特低渗透油藏中的可行性及合理的工作制度。研究表明,特低渗、超低渗透油藏成功实施稳定试井、脉冲试井,并通过这些试井进行压力梯度、井间连通性参数研究。