分支水平井与压裂水平井参数优化对比研究

针对影响分支水平井、压裂水平井产能的主要因素,分别研究了分支数目、分支长度、分支角度、裂缝数目、裂缝半长、裂缝角度对分支水平井和压裂水平井产量的影响规律,并进行了对比分析.研究结果表明:分支参数和裂缝参数对分支水平井和压裂水平井的影响规律在整体上比较相似,增大井简、裂缝与储层的接触,降低井简与井筒、裂缝与裂缝之间的干扰是两种井型增产的关键,分支水平井应采用不小于100 m的分支长度、不小于60°的分支角度和尽可能多的分支数目进行生产,压裂水平井应采用不小于60°的裂缝角度、5条以上的裂缝和较大的裂缝半长进行生产.     

多分支水平井产能敏感性分析

多分支水平井是开发低渗透油气藏的重要手段.结合目前先进的多分支水平井半解析产能预测模型,对影响多分支水平井产能的重要油藏因素和井型参数进行了敏感性分析.研究结果表明:油藏供给边界性质及主井筒的展布方位会对多分支水平井产能产生很大影响,其中四周定压油藏边界的影响最明显;在断块油藏中,应将多分支水平井布于油藏中部,根据多分支水平井的泄油面积来确定井网密度.分支长度、分支数目、分支角度是影响多分支水平井产能的重要井型参数,应选择尽可能大的分支长度,三分支以上的分支数目和不小于30°的分支角度.     

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.     

基于PEBI网格的多分支水平井井型优化研究

利用基于PEBI网格的油藏数值模拟方法,分别对鱼骨状多分支水平井、辐射式多分支水平井在五点法井网中的井型优化进行了研究,分析了不同分支数目、分支长度和分支角度对井网中多分支水平井产能的影响。结果表明,在五点法井网中采用鱼骨状多分支水平井作为生产井时,当分支长度较长且分支角度较大的情况下,应选择分支数目多的鱼骨状分支井进行生产,反之可以选择较少的分支数目;鱼骨状分支井分支角度应选取为45°、60°;分支长度应充分考虑井网面积以及分支在井网中的位置而定。采用辐射式多分支水平井作为生产井时,应选取辐射式四分支井进行开采,在钻井技术和钻井安全允许的前提下,应选用较长的分支长度。     

气藏多分支水平井产能的计算方法

基于文献3中所介绍的数学分析方法(保角变换、镜像反映、等值渗流阻力和叠加原理),以及水平井拟三维的求解思想,提出了气藏多分支不完善水平气井产能的通用计算公式.利用取代比这一概念,提出了一种利用气藏直井产能评价结果进行多分支水平气井产能评价和计算的方法.其结果可对气藏多分支水平气井的产能和影响气井产能的因素进行研究.该计算方法还可用于气田多分支水平气井开发的早期评价.运用本文所提出的方法,对海洋某气田水平气井产量进行了计算,与文献中计算方法结果相比,本文的计算值更加符合气田生产实际.     

气井产能评价资料在水平井优化设计中的应用

利用水平井开发气藏,是提高气井产能,改善开发效果的重要手段.一般而言,水平井的水平段越长,产能就越高;但是产能的增加与水平段长度的延伸并非线性关系.因此在气藏水平井优化设计中研究的首要问题就是确定最优的水平段长度,从而以较少的投入,获得最好的效益.本文利用气井产能评价资料,根据气藏水平井产能评价的常规气藏工程方法,结合实例研究了水平井不同水平段长度与气井产能的关系,并通过综合分析,为优化水平井合理的水平段长度提供了依据.     

火山岩气藏水平井水平段合理长度确定

水平段长度不仅影响水平井单井产量,还影响水平井钻井投资.火山岩气藏水平井钻井成本相对较高,因此确定水平井段的合理长度对火山岩气藏水平井开发设计非常重要.在徐深气田火山岩气藏水平井开发先导性试验中,考虑井筒摩擦阻力,根据水平井简内的流体流动和气藏内流体渗流的耦合,从经济效益的角度提出了火山岩气藏水平井水平井段合理长度的确...     

鱼骨状分支井井型参数优化理论与方法

针对目前鱼骨状分支井在井型优化过程中存在的问题,利用解析模型分析了鱼骨状分支井井型参数对泄油面积、主井筒产能、分支井筒产能的影响,提出了鱼骨状分支井井型参数优化理论,在此基础上对鱼骨状分支井的分支长度、分支数目、分支角度进行了优化研究.结果表明:在以单井产能为优化目标对鱼骨状分支井进行井型优化时,应首先考虑分支长度,其次考虑分支数目,在满足两者的基础上考虑分支角度的影响,分支间距在优化过程中可适当弱化.当分支数目较少、分支角度较大时,可以选取较大的分支长度,反之,分支长度则不应过长;分支数目不应小于2;分支角度不应小于300.同时,应根据实际油藏条件灵活运用优化方法和结论.     

多分支井电模拟试验研究

基于水电相似原理,引进高精度测量仪器,设计水平井和多分支井的电模拟试验,由带阻值的井模型证明了井筒内流体流动产生的摩擦压降导致油井产能下降。在此基础上,研究分支数目、分支角度、供给边界、完井段打开程度等参数对油井产能的影响,量化各个分支对多分支井产能的贡献度,描述多分支井等压线分布规律。结果表明,多分支井产能随着分支角度和分支数目的增加而增大,但增加趋势逐渐变缓;多分支井的分支与主井筒之间存在干扰,同侧分支之间也存在干扰;供给边界的大小及与油井的相对位置对油井产量影响较大;在完井段不完全打开时存在最优的完井段分布方式。试验结果为水平井和多分支井的产能计算和形态优化提供了依据。     

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。     

基于分形理论的页岩气分支水平井产能数学模型

利用分形几何法,研究了页岩储集层内水平井分支数目和长度的分形维度,以及水平井各分支井段压降扰动的传播规律,得到压降漏斗边界随时间变化的关系,考虑了页岩储集层解吸吸附、扩散系数和启动压力梯度的影响,建立了页岩气分支水平井产能数学模型。采用拉普拉斯变换法,求解了水平井外边界定压条件下的不稳定渗流的产能方程。结合四川某海相页岩气藏储集层参数,计算分析了页岩气分支水平井产能特征及影响因素。研究表明:在页岩气生产过程中,同一分形维度下,水平井分支数目越大,气井的产量增大越快;分支井的井段长度越大,对主干井的流量影响越大。吸附页岩气的解吸使得压降漏斗的边界传播速度减慢,地层压力下降缓慢;产气量越大,井底压力随时间下降越快,但是下降的趋势随时间逐渐减缓。     

水力喷射微小井眼水平井流动耦合模型及影响规律

水力喷射微小井眼水平井可以在储层中快速建立起几十米的流动通道,从而实现"一井多层,一层多眼"开采,被认为是可提高单井产量、降低成本和有效保护油气层的潜力技术。针对微小井眼参数设计的问题,建立了油藏入流和井眼流动耦合的多微小水平井眼产能计算模型,研究了井眼参数对产能的影响规律,并应用正交试验法评价了各参数的敏感性。结果表明,微小井眼水平井产量受井眼参数影响的敏感性强弱顺序依次为分支数目、井眼长度、井眼直径、分支夹角,最主要的影响因素为分支数目和井眼长度。微小井眼水平井井眼参数设计的一般原则是分支夹角不小于90°,各井眼在垂直于主井筒的平面内均布,钻井工艺水平允许的前提下尽量增加分支数目、井眼长度和直径。     

澳大利亚Bowen盆地M气田中煤阶煤层气水平井开发优化

以澳大利亚Bowen盆地M气田中煤阶煤层气为例,依据渗透率和含气量,将储集层划分为4类,建立井组模型,提出相应的中煤阶煤层气水平井开发策略。针对Ⅰ类和Ⅱ类煤储集层渗透率较高,优化单井控制面积,采用与面割理垂直的单分支SIS水平井开发,后期加密,大幅减少钻井进尺、地面井口数;针对Ⅲ类煤储集层,考虑先期投产井对该区域压力的影响,适当增加单井控制面积,优化水平分支长度和夹角;Ⅳ类煤储集层渗透率较低,单井控制面积小,SIS水平井和MBL井开发效果均较差,建议暂不开发。     

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由于分支井之间干扰的存在，故相互间的夹角是影响多分支井产能的主要因素。文章以水电相似原理为基础，针对对称式多分支井、任意夹角的双分支井和鱼骨状井进行了一系列电模拟实验，利用相似系数将实验结果转换为相对应的多分支井的实际产能；评价了对称分支井的产能公式，重点研究了分支角度对分支井产能的影响，发现在分支长度都相等的情况下对称分支井在分支数超过4个（分支角度小于45°）后，产量增加幅度明显变缓；对于双分支井和四分支的鱼骨状井而言，也存在同样的规律。实验结果对优化分支井的结构和建立分支井的半解析产能模型提供了依据。     

致密砂岩气藏水平井参数优化

鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏总体呈现储层横向变化快、纵向多层发育的地质特征,水平井有效规模开发难度较大。为提高其开发效果,基于对已投产水平井单井控制动态储量、递减率、产能等动态指标的精细评价,从沉积位置、储层厚度、钻遇储层长度、井段位置、轨迹类型、改造方式等方面入手,分析了苏里格气田某区块水平井开发指标的影响因素,并应用灰色关联法定量分析了各参数对水平井产气能力的贡献值。研究结果表明:钻遇储层长度对水平井产能的影响最大,其次是储层位置、沉积微相、储层厚度、轨迹类型,改造方式。结论认为,该区块致密气藏水平井开发设计应遵循以下原则:(1)部署应以心滩和河道中部微相为主;(2)优质砂体厚度大于8 m,横向展布相对稳定;(3)水平段长度在经济效益允许的条件下尽可能长;(4)轨迹类型以平直型为主;(5)改造方式以裸眼封隔器为主。     

复杂边界油气藏中水平井的产能公式——齐成伟公式的应用范围研究

针对复杂边界油气藏中分支水平井的产能预测问题进行了深入研究。将圆形油气藏径向等分,即将齐成伟建立的圆形油气藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式中的Q替换为nQ后,得到了扇形油气藏中水平井的拟三维产能公式。将带形油气藏纵向等分,即将齐成伟建立的带形油气藏中横向水平井拟三维产能公式中的b替换为2b、L替换为2L、Q替换为2Q后,得到了带形油气藏中顶壁横向水平井的拟三维产能公式。将带形油气藏横向等分,即将齐成伟建立的带形油气藏中纵向双分支水平井拟三维产能公式中的Q替换为2Q后,得到了半带形油气藏中离壁纵向水平井的拟三维产能公式;进一步将si替换为0、so替换为L/2后,得到了半带形油气藏中顶壁纵向水平井的拟三维产能公式。     

利用直井产能计算分支水平井产能的方法

本文计算方法可用于油藏多分支水平井开发的早期评价。     

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定向羽状水平井技术适合于开采低渗透储层的煤层气，集钻井、完井与增产措施于一体。定向羽状水平井的主要机理在于多分支井眼在煤层中形成网状通道，促进微裂隙的扩展，又能连通微裂隙和裂缝系统，提高单位面积内的气液两相流的导流能力，大幅度提高了井眼波及面积，降低煤层气和游离水的渗流阻力，提高气液两相流的流动速度，进而提高煤层气产量和采出程度。沁水煤层气田是中国典型的低渗透煤层气藏，具有煤层厚度和深度适中、渗透率低、煤岩机械强度高、含气量和饱和度高的特点，适合于定向羽状水平井技术条件。在煤层气藏地质参数不变的情况下，可利用分支井产量模型研究分支数和分支段长对产能的影响关系，分支数和分支段长是影响产能的敏感性人为因素，也是可以通过工程设计优化加以改变的工程参数，从而尽可能发挥定向羽状水平井的产能潜力。通过经济评价，利用定向羽状水平井技术开发沁水煤层气田具有较高的经济效益。     

中煤阶煤层气水平对接井开发效果与优化

通过理论分析与数值模拟相结合,分析对比SIS水平井与常规水平井的开发效果,在此基础上从生产制度与井型设计两方面对SIS水平井进行优化设计。研究表明,渗透率在1~40 mD,含气量小于12 m3/m3时,SIS水平井的采出程度是常规水平井的2~7倍。因此对于含气量较低,渗透率中等,割理较发育的中煤阶煤层气藏,SIS水平井具有较大的优势。SIS水平井合理泵排量为60~90 m3/d,合理生产井井底流压应控制在0.15~0.2 MPa.同时SIS水平井分支长度在1 100 m左右,分支夹角在40°~50°,SIS水平井主轴方向与面割理垂直时,SIS水平井开发效果最佳。