裂缝性气藏射孔完井优化设计

用有限元法建立了某构造香二段裂缝性气藏射孔完井的有限元渗流模型，模型中包含地层物性参数及其孔眼结构参数，即包含生产压差、地层原始渗透率、钻井伤害带渗透率、压实带渗透率、裂缝渗透率以及孔深、孔密、相位角和布孔方式等，在分析中可以任意调整射孔结构参数，对裂缝性气藏射孔进行优化设计。文中分析了裂缝面附近渗流压力场以及裂缝面附近孔眼内的流速，得出了孔眼穿过裂缝和孔眼未穿过裂缝时，孔眼内流速的定量变化曲线。同时，分析了理想情况下，孔密分别为16、18和40孔/m时，该裂缝性气藏产量随生产压差的变化关系，并确定出香二段合理的生产压差为15 MPa，为香二段裂缝性气藏的射孔完井提供了理论依据。     

射孔完井水平井近井地带流动模型研究

在进行射孔完井水平井生产段空间数学描述的基础上，采用势叠加原理，建立了封闭边界油藏中射孔孔眼相互干扰的势分布函数；基于油藏向孔眼渗流、孔眼相互干扰、孔眼向井筒的汇流，以及井筒内流动相互影响，结合工程流体力学的多管汇流理论，建立了射孔完井水平井近井地带流动模型；并针对影响水平井产能的射孔参数进行了分析。结果表明，射孔深度对产能影响最大；并非所有油层采用射孔完井时，射孔密度越大越好；水平井产能与射孔相位角的关系与初始相位角有着密切的关系。     

射孔完井渗流场的有限元分析

为优选元坝地区海相碳酸盐岩气藏射孔完井参数,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度及黏度随压力变化的基础上,建立了渗流数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件进行求解计算,得到射孔完井方式下近井壁的渗流场分布.文中从X平面提取若干条割线,进一步分析各割线处压力的分布特点;然后改变射孔完井的各个参数,建立有限元模型,计算出不同参数下射孔完井的产能比.计算结果表明,射孔完井渗流场中,从供给边界到井底压力为明显的“压降漏斗”趋势,与常规解析解趋势一致.在影响射孔完井产能的参数中,主要是孔深、孔密、孔径和相位角,其中孔深对产能的影响最大,其次是相位角.     

鄂尔多斯北部大牛地气田储层特低渗成因分析

大牛地气田是鄂北塔巴庙大气田的一部分 ,主要储集层为上古生界山西组一段 ,文章首先通过对大量的实验数据的统计分析认定其属于低孔、特低渗气田储层 ,然后分别从储层成岩作用和储层微观孔隙结构特征两个方面分析其低孔、特低渗储层形成的原因 ,最后初步分析了控制和影响本区储层物性的几个因素。     

致密岩性油藏射孔工艺优选实验研究

南泥湾地区储集层主要为延长组长4+5、长6段为致密岩性油藏,且低压低渗。为了提高射孔的效率,应采用高性能射孔枪弹进行穿透射孔。通过大量现场实验,分析孔深、孔径、孔密、相位角等射孔参数对产率比的影响,从而优选出最佳孔深、孔径、孔密、相位角,并在此基础上,优选射孔枪弹,优化射孔参数组合,最终为致密岩性油藏提出合理的射孔工艺。     

海上稠油热采井套管射孔参数设计北大核心CSCD

射孔密度、孔眼直径和射孔相位角等射孔参数的优化对于海上稠油热采水平井高效、稳定的生产有着重要的作用。以水平井射孔完井产能预测模型和射孔后热采井套管强度损失计算模型为理论基础,通过数值计算对水平井相关射孔参数进行了敏感性分析;在保证套管强度损失在安全生产允许范围内,利用三因素四水平正交试验方法对现场生产井常规射孔参数进行优选,使热采井能够在长期稳定生产的前提下实现产能的最大化。优选分析结果表明,孔径18 mm、孔密60孔/m、相位45°等射孔参数组合可确保热采井生命周期内套管完整,并获得较高的油井产能。本文研究结果对海上稠油热采水平井套管射孔参数的优选具有借鉴意义。     

海上稠油热采井套管射孔参数设计

射孔密度、孔眼直径和射孔相位角等射孔参数的优化对于海上稠油热采水平井高效、稳定的生产有着重要的作用。以水平井射孔完井产能预测模型和射孔后热采井套管强度损失计算模型为理论基础,通过数值计算对水平井相关射孔参数进行了敏感性分析;在保证套管强度损失在安全生产允许范围内,利用三因素四水平正交试验方法对现场生产井常规射孔参数进行优选,使热采井能够在长期稳定生产的前提下实现产能的最大化。优选分析结果表明,孔径18 mm、孔密60孔/m、相位45°等射孔参数组合可确保热采井生命周期内套管完整,并获得较高的油井产能。本文研究结果对海上稠油热采水平井套管射孔参数的优选具有借鉴意义。     

复杂低渗气藏气井试井评价方法探讨

徐深气田为低孔-特低孔,低渗-特低渗致密储层,压裂试采动态按常规试井理论无法解释.为此,针对徐深气田复杂低渗的火山岩气藏以岩心为研究对象开展了实验研究,认识到岩样具有偏离达西定律的渗流特征,流体流动受启动压力梯度影响.分析了启动压力梯度与岩样空气渗透率、流度、束缚水饱和度的关系.在实验基础上建立了低速非达西渗流垂直裂缝井数学模型,编制了试井解释软件,并介绍了该软件在徐深气田试井解释中的应用实例,对复杂低渗气井的动态分析具有一定的指导作用.     

致密砂岩气藏水相圈闭损害实验研究及应用

致密砂岩气藏已成为当前油气勘探开发的重点，但水相圈闭损害严重影响其勘探开发效益。鄂尔多斯盆地北部塔巴庙致密砂岩气藏具有低孔低渗、低压、高毛管力、高有效应力、低初始含水饱和度、天然裂缝一定程度发育和粘土矿物丰富多样等特征。对塔巴庙致密砂岩气藏地质特征和水相圈闭损害机理的研究表明，致密砂岩气藏潜在水相圈闭损害严重，并通过典型致密砂岩岩样的毛管自吸实验和水相圈闭指数APt实验评价证实水相圈闭损害的严重性。毛管自吸实验揭示出，物性越好、初始含水饱和度越低的储层更易发生自吸诱发的水相圈闭损害。综合地质特征和实验结果，分析了塔巴庙地区应用屏蔽暂堵钻井完井液防止水相圈闭损害而促使盒2＋3段高产气藏及时发现的原因。     

屏蔽暂堵钻井完井液技术在低压低渗气藏的应用效果分析

鄂北地区大牛地气田是典型的低压、低渗裂缝性砂岩气藏，该区储层损害机理以储层液锁损害、应力敏感损害，以及水敏、盐敏损害等为主。使用适合该区储层的屏蔽暂堵钻井完井液技术，在鄂北大牛地气田多口探井及开发准备井进行了现场试验，取得了显著的效果。     

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鄂尔多斯北部塔巴庙地区的气藏是典型的低压低渗裂缝性砂岩气藏。该区储层具有孔隙度低、渗透率低或致密、储层压力低、毛细管压力高、有效应力高以及储层不均质性强、裂缝和微裂缝发育等特征，简称“三低两高一强”。储层损害机理以储层液锁损害、应力敏感损害以及水敏、盐敏损害等为主。文章在分析储层特征及其损害机理的基础上，研究出了适合塔巴庙地区储层特征的屏蔽暂堵钻井完井液技术。该技术在鄂尔多斯北部塔巴庙、杭锦旗等地区10多口探井、评价井及开发井中进行了现场试验，在储层保护和提高天然气单井产量等方面取得了显著效果。     

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下石盒子组是鄂尔多斯盆地北部大牛地气田的主要勘探目的层。文章从沉积相和岩石学特征入手，结合常规薄片分析、孔渗分析、压汞试验分析成果，利用数理统计方法，对下石盒子组储层特征进行了分析研究，结果表明该套储层为低孔隙、低渗透率储层，具有较高的排驱压力，较小的孔喉半径，且孔喉分选性差。储集空间以残余粒间孔隙和溶蚀孔隙为主，有少量微裂缝和粒间孔隙。笔者利用孔隙度（φ）、渗透率（K）、排驱压力（p_d）、饱和度中值压力（p_c50）和孔隙喉道半径（R_m）5个参数对储层进行了分类，划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。经压裂测试证明，Ⅰ、Ⅱ类储层是本区具有工业价值的储层，是增储上产的主要目的层。     

川西地区低渗透气藏水平井完井优化设计技术

水平井完井技术对低渗透致密气藏产能发挥和开采动态的影响很大。通过完井方案优化,可以提高水平井完善程度、延缓边底水锥进、提高开发效果。针对川西地区低渗透致密气藏自然产能低、气水关系复杂、裂缝非均质性强、储层改造难度大等问题,在水平井渗流机理分析、井壁稳定性预测、产能评价等研究的基础上,结合现场试验,对气藏完井方案进行了优化并对施工关键技术进行了深入研究和总结。现场实践表明:①中浅层裂缝不发育的储层,采用衬管完井或者射孔完井,结合压裂改造能获得较好的开采效果;②中深层裂缝孔隙型储层,采用衬管完井结合酸化解堵,能最大限度地发挥裂缝对产能的贡献,川西地区中深层首口水平井新21-1H井衬管完井获得无阻流量203.415×104m3。     

无围压射孔技术研究

为了保证施工安全,在射孔完井施工时井筒内要预留一定高度的射孔保护液,这样对于地层压力较低的井,负压值将难以实现,在射孔后射孔液就会进入地层,对地层造成伤害,影响油气井的产能.无围压射孔技术就是研究在高负压甚至无围压条件下实现射孔完井.介绍了无围压射孔技术的研究和初步应用,着重介绍通过对枪体、弹架材料的优选和结构设计,实现了射孔器在无围压条件下射孔完井.无围压射孔枪穿孔后,枪身孔眼、胀径符合SY/T5128-1997标准规定.应用无围压射孔技术对套管和水泥环的伤害较小,满足要求.通过现场应用取得了较好的效果,该工艺技术对低压、低渗油气藏特别是气井的射孔完井具有重要应用价值.     

低孔隙度低渗透率油气藏射孔技术探讨

低孔隙度低渗透率油藏特点使用常规射孔方法很少达到理想工业油流,国内大多数油气藏均属于该类型油气藏。根据油藏特点,结合现有射孔技术,提出综合应用复合射孔、高能气体压裂、定方位、超正压、三联作等射孔技术消除钻井污染、沟通天然裂缝,增加裂缝宽度,改善裂缝导流能力,提高采收率。     

射孔完井参数对试井理论曲线的影响

射孔完井是石油天然气开采过程中最常用的完井方式之一。对于确定的油气储层,完井方式决定了单井产能大小。一般常用二维裸眼井模型来进行射孔井的试井资料解释及单井产能的确定,但这种方法分析的结果可能存在较大的误差。因此根据射孔完井的特征以及储层渗透率各向异性特征,建立了一种适合于射孔井的三维数值试井模型。利用三维有限元数值方法求解该模型,获得了射孔井的试井理论曲线和压力分布场。通过分析试井理论曲线的特征及压力分布场中的流体三维流动特征,明确了试井理论曲线的6个流动阶段:井筒储存阶段;第一过渡阶段;早期局部径向流阶段;第二过渡阶段;系统径向流阶段;外边界作用阶段。其中,围绕射孔的早期局部径向流阶段是该类井的主要特征。分析了射孔完井参数射孔密度、射孔长度、射孔相位角以及渗透率各向异性等因素对试井理论曲线的影响,为射孔完井设计以及射孔井的试井分析提供理论指导。射孔井的总表皮系数计算结果表明,在一定参数条件下,射孔井可以成为超完善井,深度射孔是提高产量较有效的手段。     

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鄂尔多斯盆地上古生界气藏是一个低压、低渗透、以河流相沉积为主的大面积分布的岩性气藏，以辫状河发育为特征。有效储层的成因分析认为，有效砂体以孤立状或条带状为主。从目前已进行过单点法和修正等时试井测试的气井来看，两者确定的气井产能相差很大，表现为单点法确定的气井产能明显偏大，故无法指导配产。文章在分析条带状储层的渗流特征的基础上，建立了其渗流模型，导出了条带状储层的不稳定产能方程和拟稳定产能方程，通过现场测试资料的分析，取得了令人满意的效果。     

全通径射孔与加砂压裂联作技术及其应用

低效油气藏通常采用射孔后进行增产措施改造，以取得理想产能。普通射孔管柱由于本身结构限制，很难为后续作业提供有效通道。全通径射孔与加砂压裂联作技术是在射孔后，整个射孔管柱形成与油管内径相当的通径，不需起出管柱或丢枪作业就可完成加砂压裂、生产测井等后续作业，也可直接作为完井生产管柱，保护了油气产层，缩短试油周期，提高完井效率。在介绍了全通径射孔与加砂压裂联作技术的工作原理、工艺特点、常用施工作业管柱、适用条件和配套射孔器材技术指标等基础上，在四川盆地岳2井进行了现场应用，避免了多打钻井口袋和射孔后压井多次起下管柱，为开发低效油气藏提供了有效的射孔完井方法。     

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低渗储气藏通常具有低孔、低渗、低压、强水锁等特性，减少外来液体侵入储层，加快压裂液返排，提高压裂液返排率，将直接影响压后的单井产量。文章针对鄂北塔巴庙地区上古生界气藏石盒子组盒1段和山西组山1段，在充分认识储层地质特征的基础上，对N₂增能水基压裂液进行了大量的室内研究，尽可能降低由于压裂液侵入储气层而造成的伤害。同时，通过现场实施表明，该压裂液配方体系能较好地满足压裂工艺及储层的物性，提高了压后压裂液返排率，取得较好的单井产量。