压裂水平缝油井产能数值模拟研究

为了预测低渗透油藏中的压裂水平缝油井产能，建立了一套完善的二维单相油藏线性渗流数学模型，同时采用有限差分法对数学模型求解，把数学偏微分方程离散化，然后对该方程求解，实现对压裂油井生产动态模拟，并编制相应的模拟程序，分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明，当裂缝半长一定时，裂缝的渗透率对油井的累计产能影响较大，在产油天数一定的情况下，裂缝长度的大小对累计产液量的影响不是很大，此结果对压裂增产方案优化设计及选择具有一定的指导作用。     

低渗透油田水力压裂垂直缝增产效果的数值模拟评价

用三维三相全组份对低渗透油田水力压裂垂直缝井的自然能量衰竭式开采过程进行了同歧并与不压裂的自然能量衰竭式开采过程进行了比较。结果表明,考察不力压裂垂直缝增产效果应从考察井的瞬时产量的变化和考察动态生产过程两个方面进行,水力压裂垂直缝在前期提高了井的产量,随着时间的推移其效果逐渐减弱至消失,这不仅是传统上认为的压裂闭合造成的结果,而且是因为改变了渗流场造砀;水力压裂垂直缝提高了开采速度,但对采收率的     

低渗层重复压裂的油藏数值模拟研究

采用黑油模型，研究了在低渗地层的五点注采井网中，不同储集层渗透率和油井不同含水率下，重复压裂的裂缝穿透率和导流能力等对采油动态的影响。研究表明，重复压裂的效果在很大程度上取决于复有原有裂缝和地层的认识上，对具有一定可采储量地层重复压裂时，如果集集层的渗透性较差，应以增加裂缝的穿透率为主，若储集层的渗透性较好，则应主要增加裂缝的导流能力；无因次裂缝导流能力是影响复压生生产动态的一项实质性因素。     

爆燃压裂油井产能热稳态数值模拟评价

根据温度场和渗流压力场的相似原理,利用ANSYS热稳态数值模拟模型,分析了爆燃裂缝参数对油藏渗流压力场和油井产能的影响,并与爆燃压裂油井产能数学模型的计算结果进行了对比。结果表明,爆燃裂缝的存在,使靠近裂缝处流体的渗流方式由径向流变为线性单向流,且爆燃裂缝渗透率高,提高了地层流体在油藏中的渗流能力和油井产能;爆燃裂缝前端等温线发生明显弯曲和集中,证明裂缝前端存在汇流现象;保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型的计算结果与ANSYS热稳态数值模拟结果的平均相对误差分别为6.13%和7.6%,验证了保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型具有较高的精度和工程适用性,可为爆燃裂缝参数设计提供依据。     

裂缝性油藏压裂井产能数值模拟模型研究与应用

研究的裂缝性油藏渗流介质包括人工压裂裂缝和天然微裂缝、大裂缝及基质，将大裂缝与基质的物质交换在微裂缝系统中加以描述，建立了含大裂缝的多重介质渗流数学模型，研制了裂缝性油藏压裂后生产动态模拟器，结合塔里木盆地塔河奥陶系裂缝性油藏参数，综合研究了天然裂缝、人工裂缝对压裂后产能的影响。研究表明：天然裂缝渗透率是影响压裂后产能的重要因素之一；人工裂缝的导流能力随生产时间递减对压裂后产量有重大影响。压裂可能导致天然裂缝污染，应采用低伤害压裂液体系。最大限度地减小对天然裂缝的伤害；增加人工裂缝长度可以改善流体沿裂缝向井底的流动性能，但随着压裂液滤失量的增大对天然裂缝的污染会加重、加深，应确定合理的压裂施工规模以获得合理的裂缝长度，避免导致裂缝长度增加而产量下降。裂缝系统连通差、渗透率较低的油藏，实施压裂也难以获得理想的增产效果；含有大裂缝的井压后产量明显高于不含大裂缝的井，但易形成水窜，可导致油井压裂后含水上升较快。图3表1参9     

底水油藏压裂产能数值模拟研究

考虑毛管压力和重力作用．建立了三维油水两相渗流模型．给出了数值求解方法；利用研制的底水油藏压裂产能数值模拟软件．全面模拟分析了射孔厚度、压裂裂缝高度、裂缝长度、裂缝导流能力等对底水油藏压裂开采指标的影响。模拟结果表明，底水油藏进行射孔作业时应防止射开水层．采取控制裂缝高度的压裂工艺技术是确保底水油藏压裂有效的关键；在控制缝高的基础上，进行压裂施工规模的优化设计．以确定合理的裂缝长度和裂缝导流能力。     

考虑启动压力梯度的压裂气井产能数值模拟

压裂是低渗透气藏保持经济开采和增产的重要措施，压后产能是进行压裂方案优化设计的重要依据。考虑低渗透气藏中普遍存在的启动压力梯度对气体渗流的影响，建立了压裂气井产能模拟模型，给出了数值计算模型，编制出考虑启动压力梯度的压裂气井产能模拟软件。计算表明，启动压力梯度对压裂气井产能影响很大，在产能模拟时应考虑启动压力梯度的影响。     

爆燃压裂油井产能电模拟实验评价

为分析爆燃压裂增产机理及爆燃压裂对油藏渗流场和油井产能的影响,根据电流场和渗流场的相似原理,设计了爆燃压裂油井产能电模拟实验方案,通过实验研究了爆燃裂缝参数对油藏渗流场和油井产能的影响,并与油井产能数学模型的计算结果进行了对比分析。结果表明:越接近爆燃裂缝线性单向流越明显,说明爆燃裂缝改变了地层流体在地层中的渗流方式;爆燃裂缝前端等压线发生了明显弯曲和集中,证明裂缝前端有汇流存在;电流比随爆燃裂缝长度和裂缝数量的增加而增大,但增大幅度逐渐变小,最优爆燃裂缝数量为5条;保角变换产能数学模型计算结果与实验结果的平均相对误差为4.95%,节点系统分析产能数学模型计算结果与实验结果的平均相对误差为12.02%,证明保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型具有较好的精度和工程适用性。      

基于电模拟实验的低渗透油藏压裂水平井产能研究

基于水电相似原理,通过电模拟实验,研究了低渗透油藏水平井长度、裂缝长度、裂缝条数与间距、主井筒与裂缝夹角等因素对产能的影响.结果表明:产能随着主井筒长度增大而增大,但增大趋势逐渐变缓;产能随着裂缝间距和裂缝条数的增大而增大,并且均存在一最佳间距和条数匹配值;缝条数较少时,主井筒流入对产能的贡献较大,但随着缝条数的增多,贡献值减小;裂缝长度对产能也有较大影响;裂缝与主井筒成较大夹角时能获得较高产能,最佳角度约为75～90°.分清各因素对产能的影响,可为压裂水平井的设计提供理论指导.     

具有裂缝的低渗透砂岩油藏数值模拟技术

在低渗透砂岩油藏中的天然或人工裂缝分析研究的基础上，描述了不同类型裂缝的特点，进而提出相应类型的数值模拟技术，其中包括低渗透砂岩油藏开启缝中应用双孔介质模拟技术、低渗透砂岩油藏闭合缝／人工缝中应用平面渗透率级差及过井人工裂缝反映天然裂缝的方向性非均质模拟技术；并对压裂井产能与人工裂缝(裂缝的长度、条数)的关系进行了分析，同时对压裂井产能模拟提出了合理的建议。     

基于PRO/E的PDC钻头三维参数化布齿设计

介绍了在PRO/E中利用自定义特征功能实现PDC钻头三维参数化布齿设计的方法,详述了利用PDC钻头布齿设计参数表完成布齿结构三维实体模型的过程。理论计算结果表明,利用这种参数化建模方法完成的PDC钻头三维布齿模型是精确、可靠的。该方法为大幅度提高PDC钻头布齿设计的效率、提高PDC钻头新产品开发工作的综合效率提供了一种有效的途径。     

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。     

高压水射流PDC钻头结构参数数值模拟研究

以中硬细砂岩为岩石材料,应用动态有限元法对高压水射流PDC钻头参数做了数值模拟研究。得出如下结论:(1)高压射流入射角对不同岩层存在最优值,对于中硬地层细砂岩最优入射角为40°;(2)PDC钻头钻进中钻齿所受扭矩随作用半径增大成指数规律增长,在硬地层钻进钻齿前倾角为-15°时破岩效果最佳;(3)采用直径1.8mm的高压小喷嘴射流能显著改善PDC钻头钻齿受力,避免钻齿冲击破坏,延长钻头寿命;(4)高压水射流与机械齿联合破岩时,喷嘴与钻齿相对位置对破岩效果有显著影响,喷嘴处于钻头外锥时,可均化钻齿受力,提高破岩效率。     

PDC钻头布齿软件设计

鉴于采用图解调整法设计PDC钻头存在效率低、工作量大、设计过程繁琐且有误差等不足 ,应用现代计算机技术对PDC钻头布齿设计进行了研究。在国内外对冠部形状、切削齿径向布置和周向布置设计已有研究成果基础上 ,创立了以实验结果确定齿前角和侧转角的优化设计方法 ,并以VisualC ++和VisualLisp语言编制软件实现PDC钻头的设计计算和绘图。实际应用情况表明 ,该软件布齿设计速度快 ,模块化程度高 ,精确度高 ,可操作性强 ,使用方便快捷 ,具有很好的推广前景。     

基于PRO/ENGINEER的PDC钻头三维参数化布齿设计

介绍了在PRO/ENGINEER中利用自定义特征功能实现PDC钻头三维参数化布齿设计的方法。详述了利用PDC钻头布齿设计参数表完成布齿结构三维实体模型的过程。理论计算结果表明,利用这种参数化建模方法完成的PDC钻头三维布齿模型是精确、可靠的。该方法为大幅度提高PDC钻头布齿设计的效率,提高PDC钻头新产品开发工作的综合效率提供了一种有效的途径。     

压裂后水平井产能预测新模型

应用复位势理论和势叠加原理等基本渗流理论,进行了数学推导,得出了压裂后水平井的产能计算新模型.该模型通用性强,不仅考虑了多条裂缝之间的相互干扰,而且还考虑了各条裂缝的长度、缝宽、导流能力、缝间距以及裂缝平面与水平井筒之间的夹角对各条裂缝产量的影响.而以往研究中将裂缝按等缝长、等缝宽、等缝间距和等导流能力来计算压裂井产量,在压裂后水平井产能计算中含有偏差.     

多个连通缝洞体的酸压水平井产能预测

由于缝洞型储层储集空间的特殊性,不能应用均质油藏的渗流理论来预测水平井产能.在假设基质不具备储集能力的前提下,从油藏物质平衡基本原理出发,建立了适用于缝洞体系的产能预测模型.该模型不但考虑了缝洞体系通过酸蚀裂缝与水平井井筒连通并向井底供液,还考虑了流体在水平井井筒段流动存在摩阻压降和加速压降的情况.从180 d的模拟结果可以看出:在生产初期,考虑水平段压降的日产量与实际产量相近;而不考虑压降时日产量比实际产量增加了3%左右.表明该模型可为准确预测缝洞体酸压后产能提供参考.     

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。     

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章在调研长庆油田地层岩性和现场实验的基础上，对长庆区块钻井用φ22．2mmPDC钻头进行布齿设计，其中包括钻头冠部结构、出刃高度、布齿密度、径向和周向切削齿布置等，并采用Matlab等数学软件对径向布齿数据进行分析和切削齿有效齿宽切削面积图形显现。φ222.2mmPDC钻头在长庆油田进行实验，达到预期的钻井技术指标。与邻井牙轮钻头相比较，φ222．2mmFMPDC钻头的钻井优势和经济效益显。     

ＰＤＣ钻头布齿设计技术

合理的布齿是保证PDC钻头具有优良工作性能的关键。目前常用的PDC钻头布齿设计方法是图解调整法，该方法速度慢，设计工作烦琐，工作量大，效率低，欠灵活，而且有时会出现不必要的误差。讨论了PDC钻头布齿设计的特点，按切削原则设计了钻头冠部形状，并选择了合理的切削结构，为PDC钻头布齿计算机辅助设计软件提供了理论支撑。