考虑储层改造体积页岩气藏复合模型

针对页岩气藏中水平井结合体积压裂开采、吸附气和游离气共存的方式,建立考虑储层改造体积的页岩气藏复合模型,定义新的参数表征基质中吸附解吸气量与游离气弹性释放量的比值,且将储层分为人工主裂缝区域、储层改造区域和未改造区域,其中人工主裂缝基于离散裂缝模型降维处理,储层改造区域为双孔双渗模型,未改造区域为单孔隙介质模型;模型采用有限元方法进行求解,与双重介质解析解对比验证算法的正确性.结果表明:页岩气藏水平井体积压裂复合模型主要存在主裂缝周围线性流、过渡区域拟稳态、窜流阶段、未改造区域的拟径向流动和到达边界后的拟稳态等5个主要流动阶段,且考虑吸附解吸后,定产量生产所需压差小,压力波传播到边界时间长,压力导数曲线凹槽更加明显,定井底流压生产时压裂水平井产量更大,稳产时间更长;储层改造体积越大,到达区域拟稳态流越晚,可判定储层改造体积;Langmuir吸附体积越大,压力波传播越慢,所需压差越小,压力导数曲线凹槽越深,页岩气藏稳产时间越长,产量越大,但产量的增幅越来越小.     

页岩气多级压裂水平井生产动态分析

针对页岩气多级压裂水平井基质微观孔隙发育、超低渗透率、复杂的解吸附扩散作用以及多级压裂裂缝网形成机理,采用等效单裂缝、多裂缝解析模型、SRV模型和三线性流等分析模型,从线性分析方法开始,将每种模型的分析结果作为下一个模型的起点,不断增加模型描述参数,使模型更接近页岩气储层实际,达到正确认识和评价页岩气储层的目的。     

煤层气有限导流压裂井的压力动态分析

针对煤层气产出过程中的降压,解吸,扩散,渗流等特点,应用非稳态解吸模型;研究了煤层气在基质和割理中的单相流动;建立了新有有限导流压裂井评价模型;讨论了裂缝壁面表皮系数,吸附系数,裂缝储容系数和窜流系数对压力动态的影响;分析了煤层气压裂井的压降典型曲线特征和参数估计方法,从而为煤层气藏开发提供了可靠的数据。     

低渗透气藏分段压裂水平井非稳态产能模型

针对压裂水平井产能预测模型未考虑地层流体直接流入水平井筒问题,研究应用气体不稳定渗流公式和势的叠加原理,把每条裂缝和水平井筒均看成由无数个点汇组成,建立考虑地层流体直接流入水平井筒情况下,裂缝与水平段同时生产时的低渗透气藏水平井分段压裂完井非稳态产能预测模型,讨论不同气藏基质渗透率情况下裂缝参数对压裂水平井产能的影响.实例计算结果表明,在不同基质渗透率下,优化出的水平井分段压裂完井裂缝参数不同,基质渗透率越低,累积产气量越小,需要压开的裂缝越多,缝长与间距的比值越大.所建模型有利于指导物性不同的储层裂缝参数的优化,可为低渗透气藏水平井分段压裂优化设计提供理论依据.     

分段压裂水平井压力动态分析

基于源函数理论及叠加原理,建立并求解具有有限导流能力垂直裂缝的分段压裂水平井渗流数学模型;对于致密储层小间距长裂缝的压裂模式,绘制并分析分段压裂水平井压力动态曲线.结果表明:分段压裂水平井的流动形态可分为井筒储集、裂缝线性流和径向流联合作用流、地层线性流、衰竭流、复合线性流和拟径向流等6个主要阶段;裂缝导流能力主要影响裂缝线性和径向流联合作用流及地层线性流出现时间;按裂缝非均匀导流能力布缝时,地层线性流持续的时间较长;裂缝半长越大,裂缝间距越小,衰竭流开始的时间越早,持续的时间越长;按裂缝非均匀半长和非均匀间距布缝时,衰竭流持续的时间较长.该研究成果可为分段压裂水平井的动态分析及试井解释提供依据.     

多级压裂水平井试井理论及产能评价

为实现油田的高效开发,需要对储层的产能进行评价。根据井筒结构、压裂裂缝形态和裂缝距离,结合渗流力学理论,在考虑井筒储集和表皮系数的条件下,建立了多级压裂水平井试井数理模型,得出无量纲拟压力及其导数曲线拟合图版,根据理论图版编制出试井解释软件系统,利用多级压裂水平井试井解释软件,绘制出IPR曲线和产量递减曲线。结果表明,在生产条件相同的情况下,裂缝距离和裂缝表皮系数对产能的影响小于裂缝半长对产能的影响,通过不同流压下产量随生产时间的变化曲线,以及不同生产时期下产量与井底流压之间的关系曲线,对压裂水平井不同生产阶段进行产能预测评价,为实现多级压裂水平井高效开发提供了有力保障。     

涪陵页岩气X井裂缝网络参数对产能的影响

通过水平井缝网压裂技术实现涪陵地区页岩气藏的页岩气商业规模化开采.结合岩石力学分析和油藏数值模拟,对水平井缝网形态学、裂缝密度、裂缝方位和裂缝非均匀铺砂等进行研究.结果表明,裂缝方位与井筒夹角为90°时产气量最大;网络裂缝等长时气井采出程度最高,两边长中间短的裂缝形态次之,储层改造体积小的裂缝形态压裂效果最差;同样的改造区域,裂缝密度越大,压裂效果越好,压裂时需沟通微裂缝,形成网络裂缝;非均匀铺砂对页岩气井产能影响大,高浓度均匀铺砂比低浓度均匀铺砂产能高,非均匀铺砂产能居于两者之间,模拟显示每条裂缝产气量差异较大.     

压裂水平井非稳态产能分析与影响因素研究——以鄂尔多斯长庆致密油为例

为研究致密油储层改造参数对压裂水平井非稳态流动特征的影响,有效预测压裂水平井产能,基于复杂缝网特征,建立了缝网双重介质压裂水平井渗流数学模型,采用有限元法对模型进行数值求解.结合长庆油田Z183井区致密油资料,通过对比不同改造方式及不同储层改造体积模式的模型计算结果,分析压裂水平井非稳态产量特征,并采用信息量分析法对压裂水平井产能影响因素进行研究.研究发现,储层改造带宽与初期线性流动阶段持续时间和压裂水平井产能正相关,与产量下降时间负相关;各主要因素按影响的显著程度从小到大依次为:主裂缝半长、水平井段长度、主裂缝导流能力和裂缝条数;次要影响因素包括基质渗透率、孔隙度和裂缝簇数等.     

应力敏感致密砂岩气藏水平井缝网产能研究

应力敏感是影响致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能的重要因素之一。针对致密砂岩气藏渗流特征,根据气井压裂后气体渗流规律的变化,基于稳定渗流理论,利用渗流阻力法建立了考虑应力敏感的致密砂岩气藏多级压裂水平井缝网产能公式,并利用该公式分析了裂缝参数及应力敏感对气井产量的影响。研究表明,随着裂缝导流能力或缝网渗透率的增大,产气量逐渐增加,但是增加幅度减缓;气井无阻流量随着裂缝半长的增大逐渐增加,同时随裂缝导流能力增大先快速提高后趋于平缓,因此,致密砂岩气藏中增加裂缝半长比增加裂缝导流能力更为重要;应力敏感系数越大,随着生产进行,渗透率降低幅度越大,气井产能降低越多。     

水平井多级脉冲气体加载压裂及产能评价

基于三向地应力和气体压力作用下水平井筒周围围岩的受力特点,通过引入加权函数,并采用与时间相关的爆生气体压力分布方程,应用弹性力学、断裂力学理论给出了多级脉冲气体加载压裂水平井裂缝尖端应力强度因子计算式,建立了多裂缝起裂扩展准静态方程,该方程可以模拟爆生气体驱动下缝长、缝宽的变化过程。根据产能方程分析了不同裂缝参数对产能的影响。结果表明,多级脉冲气体加载压裂可沿着水平井筒轴线产生多条径向裂缝,裂缝沿着与射孔相位一致的方向延伸直到止裂,止裂后裂缝会发生一定程度的闭合形成残余缝宽;不同的裂缝条数会产生不同的最终缝长;多级脉冲气体加载压裂水平井能够显著增加油井产量,裂缝的长度对油井产量的增加起决定作用,在现场施工中应对此压裂工艺进行优化设计与控制,增加裂缝长度,减少裂缝条数。     

火山岩气藏压裂裂缝间干扰对水平井产能的影响

以建立适用于火山岩气藏压裂水平井产能预测模型来指导气藏开发为目的,对火山岩气藏压裂裂缝间干扰对水平井产能的影响进行研究。火山岩气藏压裂水平井产能的预测方法要综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内的紊流效应,水平井产能的持续依赖于裂缝间的干扰程度。在王志平等人提出的火山岩气藏水平井压裂多条横向裂缝任一横向裂缝的产能预测模型基础上,研究裂缝间干扰对水平井产能的影响。最终建立了裂缝间存在干扰的产能模型,并提出裂缝间干扰系数的概念,形成了新的火山岩气藏水平井压裂产能模型,指出产能的变化趋势取决于干扰系数的变化趋势;通过编程,用实际水平井的产能对模型进行验证,证实此模型预测产能与实际产能吻合较好。     

致密油体积压裂耦合渗吸产能预测模型

致密/页岩油储层在进行大型水力压裂时,注入压裂液返排率平均仅为10%,压裂液滞留在地层中通过渗吸作用置换储层中的原油,从而达到提高单井产能的目的.为了表征压裂液滞留与渗吸采油在压裂水平井中的复杂作用,从渗吸机理出发,建立了水平井体积压裂耦合渗吸产能预测模型,模型中通过引入基质与裂缝间的毛管力来修正窜流项,表征渗吸作用,同时考虑启动压力梯度来描述基质的低渗特性.通过Laplace变换和Stehfest数值反演方法对模型进行求解并完成模型验证,研究了致密油压裂过程中压裂液滞留量、储层岩石润湿性以及启动压力梯度对体积压裂水平井产能的影响机制.研究结果表明,较高的压裂液滞留量和较小的启动压力梯度有利于提高生产井产能;油湿性储层应减弱毛管力作用,而水湿性储层应增强渗吸的作用,以提高油井生产能力.致密油压裂水平井渗吸产能计算模型为渗吸采油以及致密储层的开发提供了理论依据.     

裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟研究

研究的低渗裂缝性油藏包括基质、天然裂缝及人工裂缝,根据压裂后流体在各系统的渗流特征,建立了考虑高速非达西、启动压力梯度、毛管压力、重力作用的三重介质三维油水两相渗流数值模型,给出了其数值解法.利用研制的低渗裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟器分析了裂缝及储层参数对生产动态的影响.模拟结果表明,基质中启动压力梯度、人工裂缝中导流能力随时间的递减、高速非达西系数、天然裂缝渗透率、裂缝条数及裂缝长度等对压裂水平井生产动态有很大影响.要准确评价水平井压裂效果,在此类油藏压后生产动态模拟时应该考虑这些因素的影响.     

低渗透油藏压裂水平井产能预测研究

对水平井产能优化预测方法进行了理论分析,现有的数学模型和评价方法不考虑启动压力梯度和压敏效应对压裂水平井产能的影响,在低渗透油藏中是不合理的。本文提供了一个考虑启动压力梯度和压敏效应的方法,更加精确地预测低渗透油藏中压裂水平井的产能,并研究分析启动压力梯度、压缩系数和裂缝参数等对产能的影响。结果表明,启动压力梯度越大,对压裂水平井的产能影响越大。因此,建立低渗透油藏压裂水平井产能模型时,必须考虑启动压力梯度参数。综合压缩系数越大,对压裂水平井产能影响越大,压降越大,其综合压缩系数对产能的影响越大。因此,弹性开采油藏,需要对生产压差进行可行性优化设计,裂缝的最佳条数是4~5条,裂缝长度约120m。     

江东区块构造特征对页岩气井产能影响因素分析

为了明确涪陵页岩气田江东区块不同构造特征区页岩气水平井产能的差异的原因,厘清不同构造单元影响页岩气井产能的主控因素,结合江东区块内60余口完试井资料,对试气井的构造特征进行分析。研究结果表明涪陵页岩气田江东区块不同构造之间,存在较为明显的差异,构造特征对页岩气井产能影响,主要表现在对页岩保存条件、含气性和压裂改造效果上,与大型断裂的距离、天然裂缝的发育程度以及构造变形程度,会造成页岩气保存条件的破坏,导致含气性降低;埋深越大,压裂改造难度越大,改造形成复杂缝网的程度越差,产能越低,不同分区内构造因素的差异造成了产能高低差异。     

双重介质油藏压裂水平井非稳态压力动态分析

针对双重介质油藏分段压裂水平井,首次采用体积源函数思想,建立在人工裂缝为均匀流量时非稳态压力动态模型.结合Laplace变换和正交变换,推导相应的体积源函数和无因次井底压力算法.根据体积源模型,在不同人工裂缝参数和储层参数下,绘制了分段压裂水平井压力动态曲线,分析了线性流动模型中水平井穿透储层对压力动态的影响.结果表明,水平井完全穿透储层的假设对早期和晚期的压力动态有明显影响;人工裂缝条数和长度对压力动态的影响一直持续到边界效应的出现,且均存在一个最优的设计范围;在裂缝条数相同的情况下,不同的裂缝分布方式也影响主要生产阶段的压力动态,因此,合理设计裂缝的分布方式对提高压裂水平井产能有重要意义.     

压裂水平井产能影响因素的实验研究

压裂缝改变了水平井周围的渗流场,是影响压裂水平井产能的主要因素,压裂前需研究裂缝参数对压裂水平井产能的影响趋势.利用电模拟实验研究了水平井筒与压裂缝成不同夹角的压裂水平井的等压线分布特点及压裂缝各参数对压裂水平井产能的影响.结果表明:夹角改变了压裂水平井等压线的形状,等压线因夹角而发生了扭转,随夹角增大相同压力的等压线所控制的泄流面积增加,且产能随夹角α的增大而增大,与8in瑾成明显的线性关系;在具体的油藏地质条件下,存在裂缝夹角、裂缝数、裂缝长度、水平井筒长度及裂缝间距的最优匹配关系.电模拟实验结果为压裂水平井的施工设计和其产能预测提供了理论依据.     

致密储层压裂缝网渗透性变异的影响因素分析

页岩储层的渗透性是页岩气开发过程中的最为重要的指标之一。在页岩气储层压裂后的排采过程中,储层渗透性会随储层压力、孔隙压力等的降低而发生变化。本文从微观层次上对储层基质微纳孔隙收缩效应、气体滑脱效应对页岩储层渗透性影响的力学机制进行了分析,从宏观层次上分析了储层岩体蠕变、裂缝缝面闭合蠕变、储层衰减应力变化对压裂缝网渗透性影响的力学机制。结果表明：在压裂排采期,基质微纳孔隙页岩吸附气体解吸造成的基质收缩效应和气体滑脱效应会在一定程度上增大压裂储层的渗透率,但基质收缩效应对储层岩体渗透性的影响十分微弱,气体滑脱效应在低压条件下会增加储层岩体的渗透性。由于储层水力改造增加了岩体破碎程度,提高了岩体含水率,水力改造区内储层岩体长期蠕变会极大的压缩缝网空间,降低导流裂缝的渗透性。此外,与储层压力减小有关的裂缝壁面闭合蠕变、地层压实变形会致使水力裂隙开度和渗透性进一步降低。     

页岩层理裂缝的阵列感应测井评价方法与应用

页岩气水平井层理裂缝发育程度是影响压裂效果和产能的关键因素之一。传统的层理裂缝评价方法在页岩气水平井中难以使用,基于阵列感应测井资料的页岩气水平井层理裂缝评价方法利用阵列感应计算压裂分段各段的阵列感应动态偏差标准差,根据标准差的大小评价层理裂缝的发育程度,评价结果显示阵列感应动态偏差标准差较大的井段,层理裂缝较发育,其实际加砂量也较高,可用于优化压裂分段,调整压裂方法,提高加砂量,提升储层孔缝沟通及渗透能力,提高页岩气井单井产能与采收率。     

涪陵一期页岩气水平井分段压裂效果分析

页岩气水平井压裂改造的好坏是影响压后产能的重要因素。通过对储层特征进行剖析,认识到涪陵一期页岩气储层有利于体积压裂改造;从地质储量、天然裂缝发育、改造方式、各项施工参数等方面进一步剖析一期施工井分段压裂效果,得到了相应的结论,为一期后期、二期井位的布井和试气等提供参考。