多段压裂致密气井生产动态分析与评价

最近几年中,致密气藏勘探开发在全球范围内迅猛增长。水平井分段压裂技术的出现使得该类非常规资源具有了工业开采价值。然而,致密气藏具有渗透率低、天然裂缝发育等特性,使其压裂改造后气井的生产动态更加复杂,传统的解释模型不再适用,这给压后致密气井的评价和采收率预测工作提出了新的挑战。提出了一个内部包含压裂改造区的线性复合气藏模型,内区为基质-裂缝双孔隙模型系统,用以描述裂缝与改造区储层之间的关系。通过建立数值模型,可以模拟和解释多段压裂水平致密气井的4种生产流态。同时,提供了一套基于流量标准化气体拟压力的生产数据分析方法,通过解析分析与数值模拟方法互相验证,在考虑地层实际模型的基础上进行生产动态分析与评价。最后,通过我国东北部某致密气田的现场实例,演示了多段压裂致密气井生产数据分析的整个流程。结果表明,该生产数据分析方法充分利用了现场数据,评价结果实用有效。     

页岩气水平井多段压裂产能影响因素数值模拟研究

页岩气作为一种重要的非常规能源,具有资源潜力大,开采寿命长等优点。目前只在美国和加拿大取得了成功开发。由于页岩气储层物性差,自然压力低,开发难度大等特点,商业开发页岩气的关键在于水平钻井和压裂技术的突破。水平井多段压裂技术形成裂缝网络,增大了渗流面积,减少了渗流阻力,提高了水平井产能,能十分有效提高页岩气产能,取得工业开采成功。本文运用Eclipse数值模拟软件中煤层气、双重介质等模块建立了数学模型,对页岩气储层裂缝系统与产能关系进行研究。考察了裂缝系统的渗透率、裂缝传导率、裂缝间距、裂缝半长、裂缝条数对水平井压裂后产能的影响。能有效优化和指导页岩气水平井多段压裂施工,预测产能。     

低渗透致密气藏压裂气井动态储量预测新方法——以苏里格气田为例

由于地质条件及工艺措施的影响,低渗透致密储层压裂气井的生产动态与常规气井有明显不同,存在不稳定渗流时间很长等问题,致使气井的单位压降采气量、井控动态储量、泄流面积随生产时间出现动态变化。因此在试采期间难以准确求得气井的井控动态储量和泄流面积,给气田开发方案的合理编制带来很大困难。为此,以苏里格气田为例,在准确把握低渗透压裂气井生产特征的基础上,结合现代气井动态分析方法,根据先期投产区块内多口典型气井的生产数据建立了井控动态储量预测图版,能够依据气井早期的生产数据有效预测井控储量、泄流面积随生产时间的动态变化规律,对气田的建产规模和井网加密方式具有指导作用,从而降低了测试成本,避免了资源浪费。     

页岩气井长水平段压裂一体化动态评估——以长宁国家级页岩气示范区为例

四川盆地南部地区（以下简称川南地区）的长宁国家级页岩气示范区是四川盆地页岩气开发的主战场,为厘清页岩气井水平段及压裂长度增加带来的气井产能动态影响,以川南地区的长宁区块奥陶系五峰组—志留系龙马溪组的336口气井为研究对象,采用大数据分析方法,深入剖析影响气井效益开发的靶体、压裂、排采生产一体化动态因素。研究结果表明：(1)高产气井具有靶体钻遇率大于70%、钻遇长度大于1 200 m的特征,改进钻井工艺技术可保障高靶体钻遇率进而保障产量;(2)流体压力降和孔眼摩阻会削弱施工作业强度,严重影响压裂效果,采用低黏压裂液和差异化射孔工艺可有效克服该难题;(3)前序段“相对低排量+相对密簇距”、后序段“相对高排量+相对大簇距”可实现有效改造,并能解决邻井长期生产带来的影响;(4)跟端和趾端垂深差异较大易造成井底积液,严重影响前序压裂段簇效率和产量,跟趾端垂深差异在±300 m、斜率在±0.15内有利于气井高产。结论认为,长水平段压裂是气井一体化动态影响因素的综合反映,长宁区块最优水平段压裂长度为2 200 m左右,研究成果为后续川南地区页岩气规模效益开发提供了理论支撑。     

多尺度离散裂缝性致密砂岩气藏数值试井新方法——以塔里木盆地克拉苏气田为例

塔里木盆地克拉苏气田白垩系气藏是罕见的超深、超高压裂缝性致密砂岩气藏,基质—裂缝—断层多尺度离散裂缝发育,储层动静态描述难以满足开发的需要。为此,将天然裂缝网络随机生成和非结构化离散裂缝建模方法相结合,突破传统连续介质试井模型,建立了一种基于基质、裂缝、断层（大裂缝、小断层）三种孔隙介质的直井数值试井模型,并采用混合单元有限元方法对模型进行求解,得到了不同随机裂缝网络下的试井典型曲线。研究结果表明：(1)基于实测资料可将裂缝性致密砂岩气藏的缝网分布模式划分为三类,讨论了缝网随机生成对试井典型曲线的影响,并将离散裂缝试井模型与传统连续介质试井模型的结果进行了对比,明确了传统连续介质模型的适用条件;(2)离散裂缝模型与双重孔隙介质模型结果存在较大差异,双重孔隙介质模型是离散裂缝模型中裂缝均匀分布且间距无限小的一种特例;(3)讨论了三种缝网分布模式下的试井曲线特征,应用所建立的随机离散裂缝试井解释模型成功解释了常规双重孔隙/三重孔隙连续介质无法解释的试井曲线,曲线拟合效果理想,解释得到的参数合理。结论认为,新模型、新方法揭示了不同尺度介质间逐级动用、协同供气的开发机理,解释了井间产能差异大、...     

压裂水平井的多模式裂缝网络试井模型及参数评价——以吉木萨尔页岩油为例

大型压裂技术是高效开发页岩油的重要手段之一,经过大型压裂后井筒周围会形成复杂裂缝网络,压后裂缝参数反演是压裂效果评价和开发参数优化的关键,但目前的渗流和试井模型难以满足页岩油复杂缝网反演的需求。为此,研究了页岩油压裂水平井复杂缝网的表征问题,建立了页岩油多模式裂缝网络半解析试井模型,包括体积压裂模型、压裂复合模型及离散缝网模型,利用点源方法、半解析方法和拉普拉斯变换等求解了多模式裂缝网络半解析试井模型,并开展了数值验证,划分了流动阶段,分析了流动段特征。在建立的多模式裂缝网络半解析试井模型基础上,对试井特征曲线进行了敏感性分析,并建立了试井曲线拟合方法,辅以生产历史拟合法,初步形成了基于试井理论的页岩油多模式裂缝网络参数评价思路。采用建立的缝网参数评价方法对吉木萨尔页岩油压裂水平井JA井与JB井进行分析,评价了裂缝网络参数,包括缝网几何形态、主次裂缝半长、主次裂缝导流能力、裂缝闭合前存储系数、裂缝闭合后存储系数和裂缝闭合时间等,并通过实例应用证明了复杂缝网参数评价方法的可靠性和实用性。     

压裂后页岩油藏多裂缝直井产能模型——以鄂尔多斯盆地页岩油井为例

为提高单井产能和最终采收率,直井大型压裂技术已初步应用到鄂尔多斯盆地页岩油藏中.然而,经过大型压裂后,井筒附近会形成复杂多分支裂缝,这些复杂裂缝对大型压裂井的产能评价带来了挑战.针对此问题,基于页岩油藏和体积改造特点,建立了考虑渗透率应力敏感效应和非圆形边界的大型压裂复杂裂缝直井渗流模型,利用保角变换和Pedrosa替...     

致密气藏压裂水平井精细布缝研究——以新沙31-1井为例

四川盆地川西沙溪庙区块为低渗透致密砂岩气藏,非均质性强,为充分动用储层,提高压裂改造效果,亟需一套提高改造体积的工艺技术。利用数值模拟软件建立新沙31-1井水平段地质物理模型,考虑基质渗透率非均质性,通过正交实验优化裂缝参数;基于数值模拟软件的数值模型压力响应面,分析精细布缝参数对储层动用能力的影响因素。结果表明,精细布缝技术有利于提高储层动用能力,新沙31-1井采用该技术获最高日产气量10.3×10⁴ m³/d,稳产时间超230 d。压裂水平井精细布缝技术可为区块效益开发提供技术保障。     

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。     

提高超稠油水平井水平段动用程度的方法探讨——以曙一区杜84块超稠油水平井为例

以曙一区杜84块超稠油水平并为例,对影响水平井水平段动用程度的主要因素进行研究.结果表明,水平井段长度、水平段流体的流动状态、油层非均质性与汽窜、剩余油分布和完并工艺条件影响了水平段动用不均衡,利用调整注汽管柱在水平段下深、高温调剖、三元复合吞吐技术、直井与水平井间的多井整体蒸汽吞吐技术,可改善水平井段动用程度,进而提高水平井吞吐效果.     

超深超高压裂缝性致密砂岩气藏高效开发技术——以塔里木盆地克拉苏气田为例

塔里木盆地库车坳陷克拉苏气田属于国内罕见的超深超高压裂缝性致密砂岩气藏,气田开发在超深圈闭及断层的落实、储层气水分布的预测、气藏精细描述、裂缝活动性变化的评价及预测、动态监测资料录取、渗流机理研究及对水侵的预测和治理等方面面临诸多难题。为此,通过开展超深复杂构造地震处理解释、裂缝性致密储层定量描述与地质建模、断层活动性评价、超高压气井动态监测以及超高压条件下的渗流机理实验,结合考虑水侵影响的优化开发技术政策,攻关形成了适用于该气藏的系列配套开发技术,并应用于气田开发实践。结果表明:(1)对于山前超深复杂构造,宽方位、高覆盖、高密度的地震采集技术和基于高精度速度模型的叠前深度偏移处理技术可以有效改善地震资料的品质,提高圈闭和断层的落实程度;(2)沿轴线高部位集中布井的井网可以较好地规避构造偏移的风险,实现储量的有效动用、延缓边部水侵;(3)防水、控水、排水是裂缝性致密砂岩气藏开发全生命周期都需要考虑的关键问题,温和开采、见水排水是主要的开发技术对策;(4)系列配套开发技术在该气田取得了良好的应用效果,钻井成功率、产能到位率均达到100%,高效井比例达到78%,该气田年产气量从3×10~8 m~3快速上升到74×10~8 m~3。     

深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏加砂压裂技术——以塔里木盆地大北、克深气藏为例

目前国内对于深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏实施压裂改造的技术瓶颈主要是耐高温加重压裂液的性能和分层改造技术。为此,以塔里木盆地大北、克深气藏为例,在开展天然裂缝开启条件、垂向地应力和裂缝性砂岩暂堵转向等压前评价的基础上,研制了耐高温加重压裂液,研发了针对深井与超深井的常规加砂压裂技术以及以提高长井段储层纵向动用程度为目的的暂堵转向复合压裂技术,并进行了现场应用实验。结果表明:(1)在天然裂缝的激发阶段,应提高净压力,采用小粒径支撑剂降滤或暂堵等技术措施,改造天然裂缝且使其保持一定的导流能力;(2)在主裂缝的造缝阶段,应调整排量控制净压力,采用冻胶造缝的连续加砂模式,沟通天然裂缝;(3)压裂液选用KCl和NaNO_3无机盐加重,其中NaNO_3加重压裂液最高密度达1.35 g/cm~3,最高耐温180℃;(4)常规加砂压裂技术应用在天然裂缝发育一般或不发育的储层,压裂管柱以直径88.9 mm的油管为主,使用KCl或NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高2~5倍;(4)暂堵转向复合压裂技术应用在天然裂缝较发育的长井段储层,压裂管柱以直径114.3mm的油管为主,使用NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高1~3倍。结论认为,所形成的加砂压裂系列技术能够为塔里木盆地深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏的高效开发提供技术支撑。     

裂缝性致密砂岩气藏出砂原因及对产气量的影响——以塔里木盆地克深气田为例

为了解决塔里木盆地克深气田面临的气井出砂问题,从储层改造方式、裂缝壁面上岩石颗粒脱落条件、产气量及井筒完整性等4个方面分析了该气田气井出砂的原因,并基于井筒内砂粒受力分析,建立气井临界携砂产气量计算公式,进而研究气藏出砂对产气量的影响。在此基础上,针对气井出砂的不同阶段提出了相应的治砂对策。研究结果表明:(1)引起裂缝性致密砂岩气藏出砂的原因包括储层裂缝发育、储层改造规模大、产气量高及井筒完整性差等方面,其中储层裂缝发育和产气量高是主要的出砂原因;(2)对于无游离砂的情况,当气井产气量大于21.2×10~4m~3/d时,近井区域裂缝壁面的砂粒逐渐脱落;(3)对于存在游离砂的情况,当气井产气量大于9.4×10~4m~3/d时,近井区域裂缝壁面砂粒逐渐脱落;(4)井口及井底积砂是影响气井产气量的关键因素,在出砂早期阶段井口积砂是导致产气量降低的主要因素,在出砂中后期阶段井底积砂是导致产气量降低的主要因素;(5)克深气田出砂临界产气量较低,临界携砂产气量相对较高,及时排砂以避免井筒大规模积砂是治理该类气藏出砂的关键。结论认为,该研究成果可以为裂缝性致密砂岩气藏治理出砂问题提供借鉴。     

超深层裂缝性致密砂岩气藏试井特征及认识——以塔里木盆地克深气田为例

塔里木盆地克深气田由多个超深层裂缝性致密砂岩气藏构成,具有埋藏深、压力高、基质致密、裂缝发育及边底水普遍存在等特点,各气藏的储量规模、气水分布及储层裂缝发育情况均存在一定差异.该类气藏的试井曲线表现出与常规认识明显不同的特征,如何通过这些试井特征来深化储层认识并指导开发技术对策的制定是提高其开发效果所面临的重要问题.从...     

高压裂缝性致密砂岩气藏出砂影响因素及防治

迪那2气藏为高压裂缝性致密砂岩凝析气藏,采用衰竭式开发。单井普遍、持续出砂,堵塞井筒,严重影响气田正常生产。根据经验出砂指标判断基质出砂可能性小,单纯的基质因素很难造成当前的出砂现状。结合迪那地质条件、实际开发情况,从岩石力学角度出发,寻找岩石抗压强度相对薄弱区和有效上覆压力相对高值区,获取出砂影响因素。结果表明:导致岩石抗压强度降低的主要原因有砾岩和含砾岩层抗压强度薄弱带,断层、裂缝抗压强度薄弱带,射孔、酸化抗压强度薄弱带;导致有效上覆压力增加的主要原因为地层压力下降引起的有效上覆压力整体上升,越靠近射孔底部岩石受到的有效上覆压力越大,污染、集流、应力敏感等引起的附加表皮加大生产压差,生产压差越大,近井带受到的有效上覆压力越大。通过Hoek-Brown强度准则判断部分岩石在以上因素综合影响下可达到破坏条件。通过以上认识,提出防治措施,如优化射孔层段和射孔方位、加大孔密和穿深、采用清洁完井工艺,指出防治方向如井位优化、陶瓷防砂等。     

克拉2气田成藏方式初探

根据对克拉2气田成藏特点、烃源岩生排烃过程、地热异常、储集层流体包裹体及克依构造带中、新生代构造活动等综合分析，幕式充注是克拉2气田的主要成藏方式，并初步推断克依构造带多期间歇性的构造活动是造成克拉2气田多期不连续充注的主要原因。图1参16     

利用流体历史分析技术研究库车坳陷大北气田油气充注史

运用流体包裹体岩相学、均一温度、含油包裹体丰度及储层颗粒荧光定量等多种流体历史分析方法,对塔里木盆地库车坳陷大北气田储层古流体特征、油气充注期次和时间进行了研究,并结合构造演化及沉积埋藏史恢复了大北气田油气充注史。研究表明,库车坳陷大北气田发育2期油气充注：第一期为6~4Ma的凝析油充注,该期充注被蓝白色荧光液态烃包裹体记录下来,QGF波长峰值也显示凝析油的特征,QGF指数分布在1.7~24之间,表明凝析油在大北古构造内形成有效充注,聚集形成古油层,库车中期凝析油沿穿盐断裂大量散失;第二期为3Ma至今的天然气充注,灰黑色的气态烃包裹体记录了该期充注,QGF-E谱图显示烃类流体整体偏轻,轻质的烃类流体充注与晚期的油气快速充注是该地区含油包裹体丰度偏低的原因。库车组沉积晚期以来天然气持续充注、优良储盖组合与构造演化的时空配置使该时期成为大北气田的主要成藏期,具有晚期成藏的特点。     

A new method of formation evaluation for fractured and caved carbonate reservoirs: A case study from the Lundong area, Tarim Basin, China

The carbonate reservoirs in the Tarim Basin are characterized by low matrix-porosity,heterogeneity and anisotropy,which make it difficult to predict and evaluate these reservoirs.The reservoir formations in Lundong area experienced a series of diagenesis and tectonic evolution stages.And secondary storage spaces such as fractures and dissolution caves were developed while nearly all the primary pores have disappeared.Based on a summary of different types of storage spaces and their responses in conventional logs,FMI and full waveform sonic logs which are sensitive to different reservoirs,the comprehensive probability index (CPI) method is applied to evaluating the reservoirs and a standard of reservoir classification is established.By comparing the evaluation results with actual welllogging results,the method has proven to be practical for formation evaluation of carbonate reservoirs,especially for the fractured carbonate reservoirs.In reservoir fluid identification,the multivariate stepwise discriminant analysis (MSDA) method is introduced.Combining the CPI method and MSDA method,comprehensive formation evaluation has been performed for fractured and caved carbonate reservoirs in the Tarim Basin.Additionally,on the basis of secondary pore inversion results,another new method of formation evaluation is also proposed in the discussion part of this paper.Through detailed application result analysis,the method shows a promising capability for formation evaluation of complex carbonate reservoirs dominated by various secondary pores such as holes,caves,and cracks.     

苏里格气田气井废弃产量预测

气井废弃产量是气田开发的一项重要技术经济参数,也气田最终采收率预测的主要依据,而该参数的确定一直停留在静态方法计算阶段。然而,气井生产时间一般长达十多年甚至几十年,目前采用的静态计算方法与气井生产实际存在差异。为了确定苏里格气田各类气井生产经济寿命期,在油藏工程方法预测气井产量变化规律的基础上,对该气田不同类型井采用类比方法预测了气井20a采气成本以及相关费用;运用现金流法分别计算了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类井的废弃产量和气井经济废弃时间。结果表明:Ⅰ类井经济生产期大于20a;Ⅱ类井经济生产期为16a,废弃产量为0.102×104m3/d;Ⅲ类井经济生产期为8a,废弃产量为0.11×104m3/d。研究成果为该气田不同类型气井生产寿命的确定和对策制定以及不同类型气井最终经济可采储量的确定提供了依据。     

克拉2气田产能预测方程的建立

克拉2气田是西气东输的主力气田，准确预测其产能是设计开发方案的基础。以克拉2气田现有产能测试资料为基础，分别确定了各次测试的拟压力和压力平方法无阻流量，根据无阻流量与地层系数的关系，建立了普遍适用于该气田主力产气层的典型二项式产能方程。用拟压力产能方程能够比较准确地预测克拉2气田单井产能和生产压差，也能预测不同打开程度下全气藏的平均产能和生产压差；压力平方法产能方程可用于粗略估计气井产能。图1表1参9