非均质底水油藏水平井ICD完井优化设计

流入控制阀(ICD)完井动态模拟预测和完井参数优化设计是ICD完井实现水平井生产优化的生命基础。结合半解析耦合模型和Eclipse 2011,建立稳态模拟和瞬态模拟相结合的ICD完井动态模拟方法。该方法不仅是以某一时刻的完井动态为设计依据,而是同时从整个生产周期内井筒与油藏流动动态最佳的角度来优化设计完井参数。针对非均质底水油藏,利用建立的模拟方法进行了ICD完井实例计算与参数敏感性分析,并分别提出了不同布置方式下的ICD完井优化设计方法。结果表明:ICD完井相对于常规完井能显著改善水平井的生产动态;ICD限流强度的确定需综合考虑产液剖面均匀程度和水平井采油指数,ICD完井存在一个最优ICD限流强度;对于非均质底水油藏,水平井ICD完井存在一个最优封隔器个数,其与具体储层的渗透率非均质程度密切相关;变化布置ICD完井设计相对于统一布置ICD完井设计不仅能使产液剖面更均匀,而且还能提高水平井的采油指数。     

井简压降对底水油藏水平井生产动态的影响

底水油藏水平井生产动态预测是制定油藏开发方案的重要依据.文中将井筒、油藏视为耦合系统,建立了油水两相管流-渗流耦合数学模型和有限元数值模拟方法,在此基础上开展了底水油藏水平井生产动态研究,分析了井筒压降对水平井见水时间、无水采收率及储层动用均衡性的影响.结果表明:井筒压降导致水平井跟端见水时间提前,无水采收率降低,储层动用程度均衡性变差;采液速率越高,井段越长,忽视井筒压降所引起的底水油藏水平井生产动态预测结果的误差则越大.该研究成果对水平井控水方案设计具有一定的参考价值.     

A novel steady-state productivity equation for horizontal wells in bottom water drive gas reservoirs

It is known that there is a discrepancy between field data and the results predicted from the previous equations derived by simplifying three-dimensional(3-D) flow into two-dimensions(2-D).This paper presents a new steady-state productivity equation for horizontal wells in bottom water drive gas reservoirs.Firstly,the fundamental solution to the 3-D steady-state Laplace equation is derived with the philosophy of source and the Green function for a horizontal well located at the center of the laterally infinite gas reservoir.Then,using the fundamental solution and the Simpson integral formula,the average pseudo-pressure equation and the steady-state productivity equation are achieved for the horizontal section.Two case-studies are given in the paper,the results calculated from the newly-derived formula are very close to the numerical simulation performed with the Canadian software CMG and the real production data,indicating that the new formula can be used to predict the steady-state productivity of such horizontal gas wells.     

录井对提高水平井储集层有效钻遇率的导向作用

由于钻井技术的进步和水平井的广泛实施,需要有更多、更先进的水平井导向方法和水平井导向技术去满足现场需要。水平井地质导向的根本任务就是提高水平井的钻遇率,尤其是提高水平井的有效钻遇率,但由于储集层中泥岩等夹层的存在,一旦钻入夹层,将会降低有效钻遇率。介绍了有效储集层的概念,对夹层进行分类分析。研究夹层对水平井的影响;同时,通过实例阐述现场录井导向对夹层的识别方法和对轨迹的合理调整,提出目前水平井导向存在的问题。     

气藏水平井携液临界流量计算

液滴在水平井筒中的受力情况与垂直井筒中截然不同,根据垂直井筒中质点力学分析获得的计算气井携液临界流量的Turner公式及其修正式不再适用于水平井。根据水平井筒内液滴质点分析理论,推导出水平气井的携液临界流量公式。与水平管气液两相流态机理计算得到的携液临界流量结果的对比结果表明,用质点分析理论计算得到的携液临界流量比气液两相流态机理计算结果要偏于乐观,且其流态正处于环状流和雾状流的过渡区。因此,在实际应用中,用质点分析理论计算的结果可根据生产井实际情况在一定范围内进行调整。     

苏里格气田有效储层解析与水平井长度优化

水平井凭借其独有的技术和经济优势,已成为高效开发致密气藏的关键技术,但是其在非层状气藏的开发中却效果较差。为此,针对鄂尔多斯盆地苏里格气田二叠系下石盒子组8段含气砂体孤立分散的分布特点,采用露头类比、地质统计、密井网先导试验3种方法研究了该气田含气砂体的展布方向及规模特征,结合密集井网区精细地质解剖成果,提出了4种适用于该气田盒8段部署水平井的含气砂体分布样式:①厚层块状孤立型;②具物性夹层的垂向叠置型;③具泥质夹层的垂向叠置型;④横向串糖葫芦型。统计当前已实施水平井钻遇含气砂体的情况,发现所钻遇的含气砂体长度多数分布在670~1300 m。以苏X区SuX-18-36典型井组的物性夹层垂向叠置型砂体为例,结合生产数据修正法、数值模拟法及经济评价法,优化了气田合理水平段长度,认为在当前经济技术条件下,1200 m以内的水平段长度适合于该气田的该类叠置样式的砂体。该成果为该气田的后续高效开发提供了技术支撑。     

油藏耦合水平井调流控水筛管优选模型

根据质量守恒定律和动量定理,建立了与油藏耦合的水平井调流控水筛管优选模型。研究发现,相对于单纯的实施盲管段或调整嘴子大小的方式,实施管外封隔或在实施管外封隔的同时配合使用实施盲管段（或调整嘴子大小）的方式对产液剖面的调整幅度较大。由于高渗透带是主要的水淹带,同时又是主要的产液带,因此,过分限制高渗透带的产液量未必能取得较好的开发效果,因为在限制高渗透带产液量的同时也损失了产油量。在非均质油藏中,随着变异系数的增加,累积产油量减少;变异系数较大时,累积产油量减少的趋势更加明显;实施最优的调流措施时,累积产油量增加;当变异系数约为0.6时,调流的效果最好（增油量最大）,变异系数太小或太大调流效果均不明显。     

气井携液临界流速多模型辨析

围绕气井携液临界流速的计算,有很多理论推导或实践回归模型。因为模型之间的差异很大,在模型选择与应用方面一直没有定论。通过多模型对比与辩证分析发现,模型之间存在基本恒定的比例关系,对井筒两相流动中液相存在形态认定的不同是模型之间的主要区别,没有一种模型可以对井筒连续携液工况作出一个全面合理的解释。依据流体力学基本原理和两相垂直管流流态基本理论,结合实验观察和现场实测流压梯度分析,对井筒携液工况开展了进一步的探讨,认为环雾流同样具有连续稳定的携液能力,液滴雾流并非唯一的连续携液流态,把深究液滴的具体形状作为求解携液临界参数的唯一途径,存在明显的局限性。结合两相携液流态特征,提出了便于现场操作的模型选择与应用意见。     

陆相沉积油层水平井水平段轨迹对产能及采收率影响的研究

我国油田多属陆相沉积,油层内或多或少地存在着薄厚不等的夹层或隔层,而且分布不均。对于无气顶底水的这类油层,研究了有隔层水平井产能下降的幅度,研究了与油层相交贯穿油层上下的大斜度水平井和平行油层水平井的产能和采收率。计算分析结果表明：①存在夹层、隔层的油层不适合打平行油层的水平井;②对含有夹层、隔层的油层,选择与油层相交贯穿油层上下的大斜度水平井,可有效地降低夹层、隔层对产能和采收率的负面影响;③当相交油层的水平井长度为平行油层水平井长度的１．１５倍时,无论油层有无夹层、隔层,其产能要大于或等于相应平行油层水平井的产能,而且采收率不会受夹层、隔层的影响;④对无气顶底水的陆相沉积油层,选择与油层相交的长度略长的水平井是稳妥的。图３参６（陈志宏摘）     

海上定向气井临界流量预测方法

目前广泛应用的天然气井临界流量计算模型均建立在直井基础之上,没考虑井斜角对气体携液的影响,但海上天然气井大多为定向井和水平井,现有模型不能准确预测海上气井是否积液.研究认为,液滴在斜井运动过程中会与管壁发生碰撞,碰撞后液滴呈“半球形”,并最终沿管壁滑动.同时根据海上天然气井的特点,以Turner模型为基础,考虑井斜角的影响,对Turner模型进行了修正,提出了海上气井携液临界流量预测的模型,并推导出了快速修正系数.     

天然气斜井携液临界流量预测方法

目前,广泛应用的天然气井携液临界流量计算模型是建立在直井基础之上的,没有考虑井斜角对携液的影响。但是,随着定向井和水平井的日益增多,现有直井计算模型已经不能准确预测斜井的携液临界流量。为解决这个问题,以Turner计算模型为研究基础,同时考虑井斜角的影响,根据球形液滴的受力条件,认为其在斜井井筒运动过程中不会一直沿井筒中心线上升,而是慢慢运移至油管壁,最终沿管壁向上方滑动。依据牛顿摩擦定律,计算出管壁对液滴的摩擦力,重新建立液滴受力模型,提出了斜井携液临界流量预测模型。最后,在Turner模型的基础上,推导出了修正系数表,认为修正系数与摩擦系数和井斜角有关。通过现场实例应用,计算结果表明该计算方法具有较高的精度。     

断块油藏中阶梯水平井的渗流特性

根据流体力学和渗流力学的相关理论,考虑阶梯水平井穿越3个独立断块油层的情况,建立了阶梯水平井井筒管流与地层渗流耦合的数学分析模型。在该模型中,对于水平生产段,采用质量守恒原理和微元线汇理论,分析了沿程流入对井筒内压降的影响,导出了阶梯水平井井筒内生产段的压降计算公式;对于各个油层之间的连接段,建立了不同曲率半径情况下的压降计算方法。同时,考虑了阶梯水平井穿越的断块油层具有不同的生产能力,推导并提出了数学模型的求解方法,并编制了相应的计算程序。利用该分析模型,可以求解阶梯水平井井筒沿程压力分布及产量分布。模拟计算表明,阶梯水平井在生产时,产量受各个油层的生产能力和水平井筒的摩阻共同影响,且物性较好的储层在水平井的跟端,物性较差的储层在水平井的指端对开采较有利。     

致密储层水平井压裂-补能-驱油一体化重复改造技术

受储层致密低压、长期注采条件下有效驱替系统难以建立等因素影响,鄂尔多斯盆地部分水平井产量递减大,采油速度和累计采出程度较低.为此,基于水平井压力场及应力场分布规律,集成体积改造、补充能量、渗吸驱油一体化重复改造技术优化设计模式,配套实施了机械封隔与动态暂堵相结合的大排量高效分段复压工艺及管柱.测试分析表明,水平井重复压...     

火山岩储层裸眼水平井压裂裂缝复杂程度的定量诊断

为提高松辽盆地北部徐深气田二、三类火山岩储层的开发效果和单井产量,经多年探索,逐步形成了以裸眼管外封隔器多级滑套分段压裂工艺为主体的水平井多段压裂技术。但裸眼水平段压裂过程中裂缝起裂位置随机、压开多条裂缝概率大等因素会导致裂缝系统更加复杂,极易产生砂堵风险,以往的分析诊断方法也表现出了一定的不适应性。为此,针对该区火山岩气藏裸眼水平井开展了裂缝复杂性机理研究,在原有直井诊断分析方法基础上,建立了裸眼水平井复杂裂缝物理模型和数学模型,确定用等效裂缝数、等效裂缝宽度、等效滤失系数来定量表征裂缝的复杂程度,开展了缝间应力干扰及附加净压力研究,最终形成了通过测试压裂诊断分析来定量识别裸眼水平井裂缝复杂性的方法和指标,并提出相应的现场控制措施,在实践应用中获得了较好的效果,确保了徐深气田裸眼水平井压裂的成功实施。该方法也可用于其他类似储层复杂裂缝的诊断分析。     

Experimental investigation of use of horizontal wells in waterflooding

The present experimental study is conducted to investigate the effect of horizontal production well in waterflooding when conventional vertical production well stops oil production. Laboratory experiments have been performed on three-dimensional sand pack models. In the waterflooding experiments, the horizontal production well is turned on after the complete extraction of oil from the vertical production well. The experimental results show that horizontal well increases the ultimate recovery by waterflooding significantly when oil production stops from the conventional vertical production well. Moreover, the position of the horizontal well either at top or bottom of the sand pack has negligible effect on ultimate oil recovery for the sand packs used.     

特低渗透油藏压裂水平井流入动态研究

研究了特低渗透油藏油井的流入动态,认为储层应力敏感性和溶解气是导致特低渗透油藏压裂水平井流入动态曲线存在"拐点"的主要原因。在此基础上,利用油藏数值模拟软件,建立了考虑应力敏感性和溶解气影响的特低渗透油藏压裂水平井模型,计算了不同裂缝条数、裂缝半长的压裂水平井流入动态,分析了不同裂缝参数对压裂水平井合理井底流压的影响,为特低渗透油藏压裂水平井合理工作制度的确定提供了理论基础。     

非均质底水油藏水平井水淹规律研究

应用洛伦兹曲线评价储层的非均质性,通过反解洛伦兹曲线的方法得到具有统一地层传导系数均值的不同非均质程度油藏的渗透率分布,建立了典型底水油藏地质模型。采用数值模拟方法研究了非均质底水油藏水淹规律。结果表明,当变异系数 V _k≤0.2时,油藏可被视为均质的;底水沿高渗透条带突进,渗透率剖面与含水剖面、产液剖面具有一致性;无水采收率与变异系数之间呈修正的逻辑斯蒂函数关系;半对数坐标系下含水率随采出程度的变化关系曲线呈S型,且含水率与可采储量采出程度呈函数关系;V _k＜0.3时,油藏见水模式为线状见水整体水淹,0.3≤V _k＜0.7时,油藏见水模式为点状见水整体水淹,V _k≥0.7时, 油藏见水模式为点状见水局部水淹。     

The productivity evaluation model and its application for finite conductivity horizontal wells in fault block reservoirs

It is very difficult to evaluate the productivity of horizontal wells in fault block reservoirs due to the influence of fault sealing. On the basis of the method of images and source-sink theory, a semianalytical model coupling reservoir and finite conductivity horizontal wellbore flow dynamics was built, in which the influence of fault sealing was taken into account. The distribution of wellbore flow and radial inflow profiles along the horizontal interval were also obtained. The impact of the distance between the horizontal well and the fault on the well productivity was quantitatively analyzed. Based on this analysis, the optimal distance between the horizontal well and the fault in banded fault block reservoirs could be determined. According to the field application, the relative error calculated by the model proposed in this paper is within ±15%. It is an effective evaluation method for the productivity of horizontal wells in fault block reservoirs. The productivity of the horizontal well increases logarithmically as the distance between the horizontal well and the fault increases. The optimal distance between the horizontal well and the fault is 0.25–0.3 times the horizontal well length.     

页岩气藏水平井井壁稳定性研究

页岩气藏开发采用的井型一般为水平井,在层理发育的页岩地层中钻井一般都存在严重的井壁失稳问题。为此,根据有效应力理论改进了层理地层水平地应力计算模型,并结合川南地区所取岩心进行室内强度实验,选取适当的破坏准则,对比2个地层水平地应力计算模型和水平井眼井周应力状态,得出了页岩气藏水平井坍塌压力随层理面产状的变化规律。研究结果发现：对于页岩地层而言,采用常规的均质地层水平地应力预测模型研究井壁稳定性,低估了水平井的地层坍塌压力;采用改进的水平地应力预测模型计算得出的坍塌压力与实际情况吻合较好;沿最小水平地应力方向钻进的水平井,地层坍塌压力在某一地层倾角处存在极大值,更高的倾角反而有利于井壁稳定。研究结论可以为页岩气井钻井设计提供参考。     

各向异性断块油藏水平井产能公式的推导

封闭性断块油藏在中国分布广泛,具有较多原始地质储量和剩余可采储量,因此评价断块油气藏水平井的产能方法具有重要意义。利用水电相似原理和等值渗流动阻力法,对于布井位置不同的断块油藏,在考虑油层渗透率各向异性条件下,得到了预测水平井产能的公式和水平井产量与水平井长度成正比的直线关系。通过应用实例表明,对于断块油藏,水平井布置在油层中央时的产能显著高于布置在边部的产能,这主要由于前者的流动阻力明显低于后者;不同垂向拟平面径向流的半径,对水平井产能的影响较小,且水平井的产能主要受控于线性流动区的阻力。