复合油藏压裂水平井复杂裂缝分布压力动态特征

压裂改造是提高油田产量、改善井筒附近储层物性的重要方法,但在实际多段压裂体积改造过程中,由于地层条件复杂,导致井筒附近形成了复杂的缝网体积,因此,加强对水平井体积压裂改造试井模型的研究十分必要。基于体积压裂水平井复杂裂缝分布的渗流特征,建立径向复合多段压裂水平井试井解释数学模型,耦合储层与裂缝模型解求得Laplace空间井底压力半解析解,应用Duhamel原理得到考虑井储和表皮影响的Laplace空间井底压力解,利用Stehfest数值反演求得实空间井底压力,并绘制实空间压力动态特征曲线。根据压力导数曲线特征划分流动阶段,通过模型验证证明了该方法的正确性,进而分析了裂缝不对称、裂缝夹角、裂缝分布方式、内区半径和流度比对特征曲线的影响。结果表明,裂缝不对称交错分布有助于增大裂缝控制面积,从而减少流体流入井筒的压力消耗,早期阶段对应的压力曲线也越低;内区半径越大,压裂改造效果越明显,对应压力曲线越靠下。该模型可为多段压裂水平井所形成的复杂裂缝试井资料解释和压裂方案设计提供理论依据。     

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。     

致密砂岩水平井多段压裂裂缝扩展规律

基于真三轴水力压裂模拟系统,开展已压裂缝内流体压力、段间距、射孔参数、水平应力差和水平井段固井质量对致密砂岩储集层多裂缝扩展形态影响的实验。通过岩样剖分和压力曲线特征的类比分析得到以下认识:已压缝处于临界闭合状态时,高水平应力差和小段间距将导致多裂缝合并,而已压缝内高净压力和缝宽不对称分布可能抑制后续裂缝扩展;较大段间距使得后续裂缝处于诱导应力递减区域,降低应力干扰程度;采用大密度深穿透射孔,有利于降低裂缝起裂压力;缝内净压力一定时,低水平应力差将增大水平应力反转程度,增大后续裂缝偏转角度;水平段固井质量较差时,裂缝在井筒与地层结合处起裂,形成纵向缝;各段裂缝起裂压力呈上升趋势,压力增长幅度可达30%;形成横切缝时,起裂后压力迅速下降,延伸压力低;裂缝发生偏转时,起裂后压力波动下降,延伸压力较高,为迂曲窄缝;形成纵向缝时,压力剧烈波动上升,呈现多峰值特征,起裂阶段和延伸阶段区别不明显。     

多段压裂水平井压力及压降监测分析

低渗或超低渗油田的水平井,最明显的特点是水平段长、改造段数多、单井产量低。对于这种水平井,国内缺乏成熟可靠的测试手段,很难掌握水平段压力和压降是如何分布的。针对这一问题,提出采用"皮碗封隔器+智能开关"测试手段,利用分段生产获取各层段的压力,测试结果表明各段压力系统并不一致,高压层段干扰低压层段,尤其见水水平井;利用全井段合采获得水平段压降,结果表明,低渗透油藏分段压裂水平井井筒压降较小,一般小于0.5 MPa,在采油工程方案设计中可以不予考虑。水平段压降有可能出现负值,主要原因为高压层段流体一部流入井筒所致。     

水平井段内多裂缝压裂技术研究与应用

针对大牛地气田致密低渗地层特征,在总结水平井压裂工艺应用情况及其优缺点的基础上,开展了水平井段内多裂缝压裂新工艺的研究,特别是对水平井段内多裂缝压裂使用高强度水溶性暂堵剂的控制工艺原理以及段内裂缝的干扰进行了分析。并对DPT-8和DPH-60两口水平井实施了段内多缝压裂技术的现场应用试验。试验结果表明,该技术利用暂堵剂能依次封堵先期压裂形成的裂缝,使其不断蹩压而在段内发生多次起裂并延伸,形成多条新的裂缝,从而有效地增加改造体积,扩大泄油气面积或范围,进而提高压裂改造程度和油气增产效果。并能节约封隔器和压差滑套,降低施工作业成本,为大牛地气田致密低渗储层的改造探索出了新的技术途径。图7参9     

致密气藏水平井多段压裂裂缝级数优化研究

水平井多段压裂是开发致密气藏的重要技术手段,而水平井分段压裂裂缝数目的选择决定了具体施工难度,同时也是产能的重要影响因素。应用网格增长因子的方法控制压裂网格尺寸,通过数值模拟来研究最优裂缝级数的影响因素。目前,学者在利用数值模拟的手段来对水平井多级压裂进行参数优化时,通常采用生产到某一时间的累产量作为衡量指标,但是通过研究发现,在进行多级裂缝参数优化时,利用不同的时间节点的累产量作为衡量指标,得到的优化结果会有所差异。本研究通过K值函数作为衡量指标,直观地显示了不同时间点的最优裂缝数目,通过K值函数,研究了储层整体渗透率、横纵向渗透率比值、水平井长度等参数对最优裂缝数的影响情况。结果表明,储层整体渗透率、横纵向渗透率比值、水平井长度、裂缝长度对裂缝数目的优选影响明显,而裂缝导流能力对裂缝数目的优选影响很小。通过该研究对致密气藏裂缝数目的优化方法有重要的指导意义。     

水平井分段压裂多段裂缝产能影响因素分析

国内外水平井应用情况表明,低渗透油藏的水平井,不经过压裂酸化改造很难达到工业开采价值,而水平井水平段分段压裂改造是提高水平井在低渗储层应用效果的技术瓶颈.水平井多段裂缝如何优化设置,将决定压裂工艺和工具的选择,最终关系到压后效果.以压后产量为目标函数.以数值模拟为技术手段,研究了影响水平井多段裂缝压后产量的8种因素,为下步水平井分段压裂多段裂缝优化研究提供了参考.     

多段压裂水平井裂缝数及渗透率敏感性分析

建立了基于PEBI网格与油水两相的数值试井模型,利用自主研发的软件进行了试井分析。在致密油中,对多段压裂水平井,只有人工设计的理想算例才会出现所有的流动段。在实际井例中,很多流动段都不会出现。敏感性分析表明,裂缝间距、ESRV的渗透率大小明显影响流动特征。裂缝间距越大,第一径向流特征越容易出现。渗透率越大,各种特征出现的时间会越早。这意味着,在实际参数拟合中,当计算的流动特征与实测的左右不一致时,可适当调整渗透率的大小。另外,裂缝间距对流动特征的影响大于渗透率对流动特征的影响。裂缝间距与渗透率大小的组合会使流动特征十分复杂。大庆油田致密油多段压裂水平井的压力恢复数据解释实例表明,瞬态压力分析可对压裂改造区域大小、缝长、SRV内的渗透率等进行有效评价。     

压裂水平井压力动态曲线分析

压裂水平井的渗流过程较之水平井及垂直裂缝井更复杂,其压力动态特征与水平井存在较大差异.因此,引入Gringarten和Ramey提出的源汇函数,建立并求解了压裂水平井渗流的数学模型,获得了压裂水平井井底压力公式,绘制了相应的典型曲线.分析了压裂水平井压力动态典型曲线的特征.研究表明,压裂水平井的压力动态典型曲线与常规水平井的明显不同.完整的压裂水平井的压力导数曲线呈现两个水平段,第一水平段值为N/2,第二水平段值为0.5.相邻两条裂缝相距越近,第一径向流结束的时间就越早.地层各向异性越严重,则第一径向流持续时间就越长.     

矩形油藏多段压裂水平井不稳态压力分析

通过确定导流能力影响函数,给出了有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的新解析解。再利用叠加原理得到了带有多条有限导流垂直裂缝的压裂水平井不稳定压力分布。计算结果表明,理想模式下渗流方式发生的顺序是早期双线性流动→早期线性流动→中期径向流动→中期线性流动→晚期拟稳态流动;均匀分布等导流裂缝缝长的不均匀性主要影响早期双线性流动和线性流动阶段的转换时期,加快中期径向流动的出现;等长等导流裂缝分布的不对称性主要影响中期线性流动阶段,不对称性越强,受矩形地层各条边界的影响越明显;等长均布裂缝导流能力的强弱主要影响早期双线性流动和线性流动阶段,导流能力的差异使得早期双线性流动持续时间变短而线性流动持续时间相对增加;等长等导流均布裂缝条数增加,储集层整体压力降落加快,中期径向流段持续时间变短而中期线性流段延长,而裂缝长度相对增加,中期径向流段持续时间变短而中期线性流段可能不出现,说明压裂水平井具分段改善渗流方式的特点。     

水平井多层段压裂新技术

由于渗透率各向异性、井眼或近井地带天然裂缝的堵塞、增产措施失效等原因，常常会使水平井完井达不到预期效果。哈利伯顿公司最新研制的两项技术：滑套完井和连续油管压裂扩大了完井和压裂技术的应用范围，使套管完井水平井压裂更加有效。     

水平井多层段压裂新技术

由于渗透率各向异性、井眼或近井地带天然裂缝的堵塞、增产措施失效等原因，常常会使水平井完井达不到预期效果。哈利伯顿公司最新研制的两项技术：滑套完井和连续油管压裂扩大了完井和压裂技术的应用范围，使套管完井水平井压裂更加有效。     

大庆油田水平井多段压裂技术

水平井多段压裂技术包括套管分流压裂和双封隔器单卡压裂两种方法。介绍了两种方法的工艺原理、设计原则、工具系统的考虑因囊等,并对3口升的应用效果进行了分析。试验证明会管分流压裂施工安全,可大排量高砂比施工地产效果明显,是水平井压裂的首选方法。该技术的特点是在制定完并方案的同时确定出压裂方案,它要求在校长的井段内一次安全完成多个层段压裂施工。双封隔器单卡压裂做为一种储备技术,主要用于开来后期的挖潜。     

非稳态窜流多段压裂水平井井底压力分析

多段压裂水平井技术是目前广泛应用于致密油开发的关键性技术。由于致密油储层基岩的孔喉为纳米级孔道且渗透率极低,所以不能忽略基岩中的非稳态窜流。为此建立了同时考虑启动压力梯度和应力敏感以及压裂改造区非稳态窜流的五线性流数学模型,通过Laplace变化、Pedrosa变化和摄动变化的方法求解数学模型,得到了拉式空间下的井底压力解,应用Stehfest数值反演的方法绘制双对数坐标下的压力动态曲线。研究结果表明,曲线可以分为6个流动阶段,且与现场实测数据拟合较好,从而验证了所建模型的合理性。同时对窜流系数、弹性储容比、主裂缝无因次渗透率模量、未改造区无因次启动压力梯度和渗透率进行敏感性参数分析,得出了各个敏感性参数对试井曲线形态的影响结果。     

页岩气多段压裂水平井渗流特征数值模拟研究

页岩气藏储层渗透率极低,需要经过体积压裂改造才能进行有效开发,页岩气多段压裂水平井的渗流特征非常复杂,准确认识页岩气井渗流特征是进行产能评价和试井分析的基础。目前对页岩气井渗流特征的认识还不够明确,而且大多是通过建立理论的解析渗流模型来研究的,解析模型的简化和求解对渗流特征研究影响较大。笔者建立了反映页岩气多段压裂水平井压裂缝网形态的数值模型,采用数值模拟方法结合实际气井分析,研究了页岩气井渗流特征。数值模拟研究表明:页岩气井在渗流过程中主要经历人工压裂裂缝线性流、地层和裂缝双线性流、地层线性流、过渡流、外围线性流和边界流六个渗流阶段,不同形态压裂缝网模型的渗流特征基本一致。实际页岩气井主要出现井储效应、地层和裂缝双线性流、地层线性流三个渗流阶段,很难出现裂缝线性流、外围线性流和边界流阶段。     

水平井压裂裂缝模拟

水平井是提高低渗透油田开发效果的重要手段。由于是低渗透储层,储层非均质性较严重,水平井筒与储层连通不好,控制程度低。因此,如何提高水平井开发效果,增加储层可动用程度是关系到低渗透油田如何有效开发的大问题,是今后非常紧迫的任务之一。     

低渗气藏“楔形”裂缝多段压裂水平井产能预测模型

考虑裂缝中水力裂缝形态及裂缝内流体实际流动形态,应用复位势理论、叠加原理,推导了低渗致密气藏楔形裂缝多段压裂水平井产能预测模型,对新旧模型作了对比,并对参数敏感性进行了分析。实例计算结果表明:与旧模型相比新模型计算精度更高;裂缝产量由两端向中部逐渐减小,由于裂缝间的相互干扰,裂缝条数并不是越多越好。缝口宽度不变,地层渗透率较小时,随着裂缝长度增加,增产倍数开始增加较快然后变慢最后趋于平缓;在缝口宽度Wtoe不变,地层渗透率较大时,随裂缝长度增加增产倍数反而减小。地层渗透率较小时,供液能力差,缝口宽度对增产倍数影响较小。当地层渗透率较大时,随着缝口宽度增加,增产倍数迅速增加。无因次增产倍数随着缝口宽度增加而变大,长裂缝比短裂缝增产倍数增加率更大。     

非常规水平井压裂地面施工配套技术

非常规油气储层增储增产主要是通过大排量、大液量和大砂量的水平井多级分段压裂改造技术来实现的,常规单套压裂机组及供配液方式已远远不能满足其压裂施工工艺要求。为此,在优化多套压裂机组配套时,采用2套混砂车同时在线施工并整合数据采集及实时施工曲线,实现多机组集中控制、数据采集和远传监控,同时完善多级供液和不同压裂液体系的连续混配工艺技术,实现了多种压裂液体系连续无缝切换的非常规水平井压裂施工。在泌页HF1井15段压裂施工中,累计完成压裂液配制23 000 m3,最高配液量3 705 m3/d,实际入井液量22 129 m3,最高排量14.7 m3/min,最高压力68 MPa,加砂量799.6 t,单台混砂车施工排量5～8 m3/min,各项技术参数符合施工设计要求。     

水平井多段压裂产能研究分析

水平井压裂现己成为低渗透油气藏开发的一项重要技术。水平井压裂施工前要求进行压后生产动态预测以指导压裂设计及优选评价设计方案,随着压裂水平井数量的逐年增加,如何成功地预测压裂水平井生产动态就成了一个有待深化研究的课题。利用数值模拟方法建立压裂水平井二维两相生产动态数值模拟模型,研制了比较合理的压裂水平井生产动态数值模拟软件,并通过计算分析,得到了一些能指导油田水平井压裂设计的原则及结论。