裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型

现有的压裂液滤失计算方法基本上是基于滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算。在考虑压裂过程中压裂液分别沿天然裂缝和基质向地层渗滤的基础上,建立了裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型,采用正交变换法给出了模型的精确解。该模型易于收敛,计算速度快。计算结果表明,裂缝性储层实施压裂作业时,压裂液主要经由天然裂缝滤失,裂缝性储层压裂液滤失计算不能采用经典的滤失理论。     

有限厚度地层中水平缝滤失计算模型研究

压裂液向地层的滤失速度是压裂设计和压后评估分析时确定裂缝几何尺寸最关键的因素之一.现有的水平缝滤失计算模型是针对均质储层而建立的,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算.基于裂缝性储层的流体渗滤理论,建立了有限厚度裂缝性地层中通过水平缝的压裂液滤失模型,采用付氏正交变换原理对模型进行求解,获得了便于实际应用的解析解.应用表明,裂缝性油藏水平缝滤失速度随滤失时间而降低,但等效的综合滤失系数却随滤失时间的增加而增加.采用滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论计算水平缝中受净压力影响的压裂液滤失速度会带来较大误差.论文模型和计算结果对于水平缝的压裂设计具有一定指导意义.     

裂缝性气藏压裂液滤失模型的研究及应用

裂缝性气藏压裂与普通均质储集层压裂最主要的差别在于流体滤夫。建立了计算裂缝性气藏压裂液滤失的数学模型，采用正交变换法给出了模型的精确解，对比分析影响裂缝性气藏压裂液滤失系数的因素。在大量模拟计算的基础上．提出描述裂缝性气藏压裂液滤失速率的新关系式．求得的滤失速率比用经典的压裂液滤失计算模型求得的滤失速率大。图3表1参10     

天然裂缝压裂液滤失模型

在裂缝性储层水力压裂过程中,天然裂缝在水力裂缝的作用下产生剪切滑移或张开,使压裂液的滤失量显著增加,从而增大了施工风险.目前的压裂液滤失模型大多是针对均质储层的,不适用于裂缝性储层.为此,从天然裂缝内压裂液的动态滤失过程出发,描述了压裂液滤失的物理过程;根据压力连续及流体体积守恒原理,建立了天然裂缝压裂液滤失模型;结合模型求解思路和方法,编制了计算程序.研究结果表明,压裂液性质、天然裂缝性质和施工参数等对压裂液的滤失影响较大,重点模拟分析了充填带对滤失量的影响.天然裂缝压裂液滤失模型计算结果表明:当最大缝宽较窄时,存在最小滤失量的临界缝宽;当最大缝宽较大时,累积滤失量与临界缝宽成反比;增大充填物的体积浓度可减小压裂液滤失量;而增大充填带临界厚度会增大滤失量,但存在最佳临界厚度.     

基于有限元裂缝网络的压裂液滤失模拟

压裂液滤失速度是水力压裂设计分析中的重要参数之一,对于裂缝性储层,它可以用裂缝型储集层压裂液滤失数学模型来计算,但是现有的压裂液滤失数学模型并没有考虑天然裂缝呈不规则网络分布且形态复杂这些因素对滤失的影响。因此,在考虑这些因素的前提下,以压裂液沿着天然裂缝向基质渗滤为基础,建立了裂缝网络的等效连续介质滤失模型,运用有限元方法求得了数值解。新方法能模拟复杂裂缝形态对滤失过程中压力分布的影响,克服了传统方法不能模拟裂缝弯曲、相交、方位变化等对滤失影响的局限。     

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碳酸盐岩气藏不仅容易产生裂缝，而且溶洞也发育得非常普遍。裂缝－溶洞型气藏的流体滤失与普通均质气藏的滤失存在明显的差异，均质气藏滤失主要由基质和流体性能参数确定，而缝洞型气藏滤失受裂缝和溶洞控制。现有的滤失计算模型是针对均质储层而建立的，不能用于缝洞型气藏压裂液的滤失计算。文章基于缝洞型储层的滤失特征，提出了由两类连通性差的孔隙介质和连通性好的裂缝介质组成的三重介质物理模型来描述缝洞型气藏压裂液滤失，建立了一套新的计算缝洞型气藏压裂液滤失的数学模型，给出了模型的解析解，并进行了示例计算。文章的建模思路与模型解法可推广应用于解决多重介质的滤失及渗流问题。     

天然裂缝性储层压裂液滤失的数值模拟研究

针对目前压裂液滤失计算模型均假设压裂液活塞式地驱替油藏流体作一维流动的局限性,考虑压裂液在裂缝性储层中沿人工裂缝长度方向和宽度方向作二维流动,利用双重介质的相渗理论,建立了二维二相双重介质滤失数学模型,给出了数值求解方法,以模拟实验条件下难以测试的滤失过程,对于了解裂缝性储层的滤失性能具有重要的意义.实例计算表明,处理后的数值模型易于求解,可用于双重介质压裂液的滤失计算;压裂液滤失带中存在明显的两相流动区域,在压裂液滤失数值模拟时应考虑压裂液和油藏流体的两相流动;传统的一维模拟方法由于没有考虑压裂液沿裂缝侧向的流动,计算的滤失速度偏小.     

压裂施工闭合过程压裂液滤失分析

基于压开裂缝闭合过程中压裂液向储层中渗流的物理过程分析，建立了裂缝闭合过程中压裂液滤失量的数值计算方法。考虑了闭合过程中压裂液与岩石之间的热交换，通过建立水力裂缝温度场的计算模型，求出了闭合过程中温度场的变化，结合温度对压裂液流变性能影响的实验数据，给出了用有限差分方法求解的算法，实现了对压裂液滤失量的计算。从而为用数值模拟的方法研究垂直裂缝井闭合过程的压裂压力分析提供了理论依据。     

裂缝性油气藏压裂压降分析研究与应用

传统的压降分析解释技术适用于低渗透均质油气藏的压降分析，而对于裂缝性油气藏就不能很好地解释压裂后裂缝的参数。为了克服传统压降分析解释技术中的不足，文章在前人研究的基础上，综合考虑了储层中流体的可压缩性和天然裂缝的影响，以及压后立即放喷的情况，建立了裂缝性油气藏的压裂压力递减分析模型，从而形成了裂缝性油气藏的压降分析理论和解释技术，并研制了相应的解释软件。该软件可较好地用于裂缝性油气藏的压裂压力降落分析，解释并获得一些重要的裂缝及储层参数（如裂缝滤失系数、初滤失系数、闭合压力、闭合时间、裂缝长度、裂缝宽度以及压裂液效率等）。通过实例计算，说明了本解释模型、方法及软件具有一定的可靠性和实用性，这对裂缝性油气藏压裂裂缝参数的解释，以及运用获得的参数进行压裂施工效果评价和压裂设计具有一定的指导意义。     

裂缝性火山岩储层压裂降滤失技术研究与应用

针对火山岩储层地应力复杂、杨氏模量高、天然裂缝发育导致压裂施工难加砂、压裂液滤失大的难题,筛选出一种降滤失剂,以控制压裂液向天然裂缝滤失。评价了该降滤失剂的降滤失性能和地层的配伍性,并应用于新疆油田古53井区火山岩储层。现场试验表明该降滤失剂的应用降低了施工难度,提高了加砂强度,增产效果显著。这对裂缝性火山岩油藏压裂的成功率具有一定的指导意义。     

求取压裂后气井产能的椭圆流方法

气井的绝对无阻流量是确定气井产量的主要指标。通常在确定压裂后气井的产能从而求取无阻流量时，采用近似的流动模式来表征压裂后流体渗流规律的变化，而没有考虑其真实流动形态。文章根据气藏的渗流机理，对于有对称双翼人工裂缝的均质等厚气藏，地层中的真实渗流情形是拟径向非达西渗流，流动等势线为以井眼为中心的椭圆族，流线为垂直椭圆族的放射线。根据椭圆族的特征与渗流规律，从广义的达西定律出发，可推导出裂缝区域外椭圆族内的流动公式。而对于c椭圆内区域的渗流，由于存在两种渗流介质，认为压裂裂缝内和垂直裂缝附近区域的流动为非达西单向渗流，从而推导出裂缝区域附近的流动公式。综合裂缝区域内外的渗流，可以推导出稳态情况下的气藏产能公式，根据该公式便可求取无阻流量，其中c可根据协调条件求出，给出的计算实例结果与试井数据相吻合。     

考虑多重滤失效应的前置液酸压有效缝长模拟

为了提高天然裂缝较发育的碳酸盐岩储层酸化压裂设计的准确性和有效性,在采用经典裂缝拟三维延伸数学模型模拟前置液造缝过程中裂缝几何尺寸动态变化的基础上,结合液相反应平衡原理和局部反应平衡原理,建立了考虑天然裂缝、蚓孔及基质多重滤失效应的酸液流动反应模型,以现场实例井的酸化压裂改造为例,使用所建模型模拟前置液酸压注酸过程中裂缝内酸液渗滤过程及酸岩动态刻蚀形态,通过酸液沿水力裂缝长度方向的浓度变化和残酸极限浓度综合确定酸蚀裂缝有效缝长,并与压力恢复试井的解释结果进行了对比。结果表明:(1)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中,沿裂缝长度方向的酸液滤失速度非定值,滤失速度曲线呈锯齿状波动变化,在酸蚀蚓孔与天然裂缝相遇时酸液滤失速度普遍大于基质处的滤失速度;(2)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中酸液滤失严重,酸液有效作用距离大幅度降低;(3)验证井酸化压裂解堵增产效果显著,该井试井解释结果与所建立的数学模型模拟解释结果相吻合,说明所建立的前置液酸化压裂数学模型可靠。结论认为,考虑多重滤失效应的前置液酸化压裂数学模型更适用于裂缝—孔隙型储层的酸化压裂模拟。     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

浅论油田压裂技术和压裂液的优化选择

目的：针对不同储层性质，选用压裂技术系列中的不同压裂方式，使压裂效果达到最佳。方法：对压裂技术系列中的数种压裂工艺和与之配伍的压裂液的特性、技术关键点及对压裂层的预处理技术分别作了论述和对比。结果：压裂技术是低渗油层改造的重要措施，选准适合油层特点的压裂技术是压裂作业成功的先决条件。结论：低渗透、薄油层是压裂作业的主要对象，压裂前后对压裂井的地应力测井、裂缝监测技术及综合测井资料分析是至关重要的，对即将投入开发的低渗油田，整体压裂改造开发效果会更好，压裂井油层防污染保护和套管保护是压裂作业成功与否的关键点。     

The Significance of Fracture Face Matrix Damage to the Productivity of Fractured Wells in Shale Gas Reservoirs

The significance of fracture face matrix damage in fractured shale gas wells is not clear. A new mathematical model was developed to predict the effect of fracture face matrix damage on productivity of fractured gas wells in shale gas reservoirs. Results of the model analyses were sensitized to reservoir properties and facture face matrix skin properties determined by the fracturing fluid properties and treatment conditions. The authors conclude that fracture face matrix damage is strongly affected by the properties of fracturing fluids. Using the lowest possible leak-off coefficient and spurt-loss coefficient can significantly reduce fracture face matrix damage and retain gas well productivity.     

重复压裂工艺在川西致密低渗气藏中的应用分析

川西新场气田蓬莱镇组气藏储层致密,渗流条件差,所以多数气井必须在投入开发前进行压裂改造。由于压裂增产有效期一般少于3a,这对提高气藏采收率极为不利。针对这种情况,开展了气井重复压裂工艺技术的理论计算和现场应用研究,现在已经初步形成了一套包括储层评估、重复压裂潜力井优选、重复压裂造缝机理研究、优化重复压裂施工及配套工艺和压后评估为特点的气井重复压裂技术体系。经过现场试验,重复压裂技术可以在川西致密低渗气藏取得较好的效果。该技术有效提高川西地区各气藏的开发水平,同时也为类似的致密碎屑岩气藏开发提供有益的指导。     

安棚裂缝性储层压裂技术研究与应用

安棚裂缝性储层压裂施工早期砂堵的主要原因是压裂形成的人工裂缝易沿天然裂缝延伸形成张开程度不一的多支缝，从而难以形成具有一定缝宽的主裂缝。针对储层特征对压裂液性能的要求，用大量的室内实验确定了压裂液基本配方，根据压裂温度场模型模拟了计算压裂过程中的温度变化；应用升破胶剂浓度和降交联剂浓度的变浓度压裂液优化设计技术，保证压裂施工需要的压裂液粘度和压裂结束后压裂液的迅速破胶和快速返排性能。文章提出了前置液中加入变砂比的段塞式“砂团”充填技术，依次堵住不同缝宽的多支裂缝，以保证形成具有一定缝宽的主裂缝。同时配套多段加砂压裂技术和裂缝强制闭合技术，现场应用效果显著，成功地解决了压裂过程中低砂比砂堵的难题，保证了低渗透裂缝性油藏的压裂开发。