低渗透油藏压裂水平井地质优化设计技术

压裂水平井技术是开发低渗透油藏的优势技术,地质设计是压裂水平井成功的基础。通过数值模拟和油藏工程方法,对水平井与地层应力方向的配置、裂缝间距、裂缝长度和裂缝导流能力进行了优化。结果表明．压裂水平井应垂直于地层最大主应力,合理的裂缝间距为极限控油半径的2倍,无因次裂缝长度为0．5～0．6,不同的储层渗透率具有与之匹配的最佳裂缝导流能力。现场应用压裂水平井6口,日产油均在在10t以上,为相邻直井的2倍以上。     

页岩气体积压裂水平井产能影响因素研究

针对页岩气开发中体积压裂水平井的产能影响因素问题,利用数值模拟技术,在考虑页岩气等温吸附和解吸条件下,建立有限导流页岩气体积压裂水平井开采模型。通过研究天然微裂缝渗透率、基质-微裂缝ｓｉｇｍａ 系数、储层改造体积、人工裂缝导流能力、诱导裂缝导流能力、诱导裂缝密度以及非达西因子等因素对产量的影响,得到人工裂缝导流能力、天然微裂缝渗透率和改造体积大小对累计产气量的贡献率分别为２８. ６６％、２２. ５０％、２２. ３５％,是影响单井产能的最主要的３ 大因素。气井产能优化设计对页岩气储层改造具有一定指导意义。     

压裂水平井产能影响因素

水平井压裂后一般形成多条裂缝，由于地应力在水平井长度方向上的差异以及压裂工艺技术的限制，形成的多条裂缝在长度、导流能力、与水平井筒的夹角等方面不尽相同，且在生产过程中各裂缝相互干扰，增加了压裂后水平井产能计算的复杂性。结合水平井压后裂缝形态和生产过程中油气在裂缝中的渗流机理，建立考虑裂缝干扰的产能计算模型，并进一步分析了压裂水平井产能的影响因素。结果表明：产量随着裂缝条数、裂缝长度和裂缝导流能力的增加而增加；裂缝与水平井筒夹角越大，产量越高；对于不同的裂缝布局，不同位置的裂缝应该尽量错开排列，根部和端部裂缝的间距小于内部裂缝的间距；由于裂缝的干扰作用，不同位置的裂缝产量不同，处在中间位置的裂缝产量低。图6表4参13     

分段压裂水平井非稳态渗流产能分析

应用Green函数和Newman积原理,考虑裂缝导流能力随时间衰减因素和多条裂缝间干扰因素,推导出分段压裂水平井非稳态条件下的产能公式和计算方法,实现了产量随时间变化以及单条裂缝产量的计算。计算结果表明:裂缝干扰条件下与裂缝互不干扰条件下水平井产量差距较大;裂缝无限导流情况下与裂缝有限导流情况下水平井产量有明显差距;裂缝所处位置对裂缝产量衰减程度有一定的影响;裂缝导流能力衰减强度对水平井产量也有一定的影响。     

一种压裂水平井产能计算方法

产能评价方法研究是水平井压裂的重点和难点工作之一.由基础理论出发,正确认识地层和裂缝的产量分布特征,利用当量井径概念,确定了带有多条横向裂缝的水平井压裂产能公式,并分析确定了油藏模型和水平井裂缝的几何参数和物性参数,动态分析了裂缝条数、裂缝间距等因素对水平井井底压力和裂缝流量分布的影响.对于现场进行水平井压裂优化设计具有一定的指导意义.     

低渗透油藏压裂井产能分析

建立并求解了 考虑启动压力梯度影响的有限导流垂直裂縫井不稳定渗流的数学模型,绘制并分析了产能动态典型曲线。分析结果表明,随着生产时间增长,启动压力梯度对产量影响显著,启动压力梯度越大,井的产量下降得就越快。裂縫导流能力和表皮效应均对压裂井初期产能影响显著。导流能力越大,压裂井的产量就越高。随着裂縫导流能力的增加,井的增产幅度不断降低。表皮效应越严重,裂縫井的产量就越低。这对深入认识低渗透油藏有限导流垂直裂缝井的生产动态具有重要意义。     

特低渗透油藏压裂水平井产能影响因素研究

压裂水平井的产能受到地层参数和压裂参数的双重影响,在开发过程中需要确定各个参数对压裂水平井产能的影响规律和主次关系,本文基于特低渗透油藏参数进行了压裂水平井产能影响因素的数值模拟研究。研究结果表明:压裂水平井的增产倍数随着地层渗透率和油层厚度的降低而增加,而垂向渗透率大小对压裂水平井产能的影响并不大;对于裂缝参数,压裂水平井的产量和裂缝产量比重随着裂缝导流能力、裂缝半长以及裂缝条数的增加而增加;由于裂缝间的干扰和泄油面积的不同,水平井两端的裂缝产量要大于中间裂缝的产量;地层的储集能力仍然是决定压裂水平井绝对产能的主控因素。而从裂缝参数角度考虑,裂缝半长对压裂水平井绝对产能的影响最大,其次是裂缝导流能力,而裂缝条数的影响并不大。     

低渗油藏裂缝对水平井产能影响的实验研究

利用实验方法分别研究了穿过水平井的裂缝长度、裂缝条数、裂缝间距和裂缝网络对水平井产能的影响,以及通过物理模拟和理论分析的方法研究水平井的几种典型布井方式下的井距、水平井段长度、注采井位、布井方式与裂缝的匹配关系等因素对油藏渗流的影响规律,探索水平井开发低渗油藏的地质与物性约束条件,为实际油田开发井网设计提供依据.     

水平井分段压裂产能影响因素研究

水平井压裂是开发特殊和难动用储量的重要技术手段,在油气田开发过程中得到了越来越广泛的应用。以矩形油藏中压裂水平井为研究对象,在水平井压裂不同裂缝形态的基础上,建立了油藏与裂缝的物理模型和数学模型,并对其进行了差分求解、编程。分析了裂缝长度、数量、间距和不均匀分布等因素对产能的影响,绘制了各个因素取最佳参数时的地层压力分布等高线图。结果表明,裂缝长度和裂缝数量对产能的影响最大,裂缝间距及分布情况对产能的影响相对要弱一些,可以增大裂缝间距以减小彼此之间的干扰作用。这对水平井进行压裂优化设计具有一定的指导作用。      

低渗透油藏水平井产能影响因素研究

在水平并开发可行性论证及优化设计中,水平井产能预测是决策方案的重要依据。与中高渗油田相比,低渗透油藏渗流规律不同于中高渗油藏,必须考虑启动压力梯度对产能的作用。为了充分发挥水平井开采低渗透油藏技术的经济效益,提高水平井产能,文章研究了影响其产能的主要因素,为水平井高效开发低渗透油藏提供借鉴。     

基于渗透率分级的气藏水平井压裂方式

水平井压裂是低渗油气藏特别是非常规天然气资源开发的重要技术,包括常规分段、细分切割和缝网压裂3种典型的分段压裂方式。利用数值模拟方法,以渗透率为量化指标,建立了基于渗透率分级的气藏水平井压裂方式优选准则。结果表明:在等施工规模和等控制面积两种情况下,缝网压裂相对于常规分段和细分切割压裂均具有优势,但随着渗透率的增加优势逐渐减弱;缝网压裂可划分为绝对优势、相对优势和不明显优势3种区域,绝对优势区内的气藏适合缝网压裂;等施工规模的常规分段压裂产生的裂缝较长,与细分切割压裂相比,能够更好地满足低渗储层对裂缝长度的需求。     

水平井产能的影响因素

本文综述了水平井产能的４种计算方法，并给出了当储层存在差渗透率各向异性，井偏心或地层损害时修正的产能计算公式。通过计算实例和现场数据定定量地评价了储层厚度，水平段长度，储层渗透率各向异性指数，偏心距和地层损害等对水平井产能的影响。分析结果表明，以上影响因素之间是相互关的。总体来看，地层损害是影响水平井产能的主要因素。     

不同砂体特征的裂缝性低渗透油藏井网适应性分析

以榆树林东16井区升371和东160两相邻断块为例，根据两断块井网形式一致，但井排方向和裂缝主方向略有不同、砂体特征差异大的特点，在分析两断块油井不同的生产动态基础上．对该区井网的适应性进行了评价。并根据两断块的不同地质特点以及该区加密试验区的动态生产情况，以低渗透油藏的合理排距为依据，提出了井网加密和注水调整方式，符合该区的实际特点，利用数值模拟技术进行了研究，结果表明该加密调整方式可以取得较好的效果。     

低渗透气藏纵向缝压裂水平气井稳态产能计算方法

应用保角变换原理，将求解纵向缝压裂水平气井产能的问题转化成相对简单的单向渗流问题，以便于研究裂缝内流动和非裂缝区域拟径向流动对压裂气井产能的影响。在此基础上，综合应用渗流力学理论、质量守衡定律和压力耦合原理，推导出了纵向裂缝内变质量流动时压裂水平气井的产能公式。将计算结果与现场某气井压裂后产量相比，两者吻合程度较好。该方法的计算结果准确性较高，且简单易行，具有一定的推广价值。     

应力敏感对低渗致密气藏水平井压裂开采的影响

水平井压裂开发是提高低渗致密气藏产量和采收率的重要手段。低渗致密气藏存在应力敏感性,由于储层压力下降,造成近井地带孔隙度、渗透率等物性参数降低,裂缝宽度减小甚至闭合,地下流体渗流能力下降,影响压裂水平井的开发效果。从室内实验出发,研究了低渗致密气藏应力敏感性,多次升降压进一步加剧了裂缝渗透率应力敏感程度,储层和裂缝渗透率应力敏感损害具有不可逆性。采用压裂水平气井的生产动态分段拟合方法和试井分析研究了应力敏感参数变化规律:随生产时间增加、地层压力降低,地层渗透率逐步降低,压裂裂缝半长逐渐变短,裂缝导流能力下降,表现出较强的应力敏感性。单井动态分析和数值模拟研究表明:随应力敏感效应增强,水平井压裂稳产期采出程度和采收率降低幅度变大;随着配产提高,应力敏感效应影响增强;低渗致密气藏应控制合理生产压差,减少应力敏感对储层的伤害。     

低渗透油藏水平井开发设计研究

针对大庆外围低渗透油田储层特点,以油藏工程分析和数值模拟为手段,对水平井进行了优化设计。系统研究了水平井与常规井网互相协调的注采方式,论述了采取早期注水对保持水平井区地层压力和提高水平井稳定产量的重要性。大庆低渗透油田水平井开采实践表明,水平井的生产能力是同类地区压裂直井的3－6倍,水平井技术在低渗透油田具有一定的应用前景。     

EXPERIMENTAL STUDY OF HORIZONTAL WELL PERFORMANCE IN FRACTURED RESERVOIRS WITH BOTTOM-WATER DRIVE

An experimental investigation has been conducted to study the production performance of horizontal wells with single- and multiple orthogonal fractures in bottom water drive reservoirs. The effect of the number of fractures intersecting the well and of the vertical penetration and horizontal extension of the fracture on production performance has been studied. A scaled three-dimensional rectangular model, representing the drainage volume for a single horizontal well in one of the Middle East reservoirs, has been used. The model was packed with glass beads yielding a porosity of 0.36 and a permeability of 400 Darcies. Kerosene and distilled water were used to represent the reservoir fluids. The production rate was chosen so that the oil-water interface would remain stable until it approaches the producing well. The fractured wells provided much better performance than the un-fractured well, yielding higher oil recovery and delayed water breakthrough. Increasing the number of orthogonal fractures improved the production performance of the well. However, there is a limit beyond which no further improvement in the performance would be possible. Similarly, increasing the fracture penetration and/or extension improved the production performance up to a limit beyond which no further improvement was obtained.     

EXPERIMENTAL STUDY OF HORIZONTAL WELL PERFORMANCE IN FRACTURED RESERVOIRS WITH BOTTOM-WATER DRIVE

An experimental investigation has been conducted to study the production performance of horizontal wells with single- and multiple orthogonal fractures in bottom water drive reservoirs. The effect of the number of fractures intersecting the well and of the vertical penetration and horizontal extension of the fracture on production performance has been studied. A scaled three-dimensional rectangular model, representing the drainage volume for a single horizontal well in one of the Middle East reservoirs, has been used. The model was packed with glass beads yielding a porosity of 0.36 and a permeability of 400 Darcies. Kerosene and distilled water were used to represent the reservoir fluids. The production rate was chosen so that the oil-water interface would remain stable until it approaches the producing well. The fractured wells provided much better performance than the un-fractured well, yielding higher oil recovery and delayed water breakthrough. Increasing the number of orthogonal fractures improved the production performance of the well. However, there is a limit beyond which no further improvement in the performance would be possible. Similarly, increasing the fracture penetration and/or extension improved the production performance up to a limit beyond which no further improvement was obtained.

     

基于不稳定渗流压裂水平气井产能研究

对于低渗、特低渗气藏，用水平井开采不一定能取得满意的效果，水平井水力压裂技术已成为开采低渗透气藏的重要手段，水平井压裂后的产能预测又是水平井压裂技术的一大难题。文章以生产过程中裂缝内流体的非稳态流动为基础，应用复位势理论、叠加原理和数值分析求解方法，并考虑压裂水平井地层渗流和水平井筒管流耦合，建立了压裂水平井多条裂缝相互干扰的产能预测新模型，使计算结果更加合理。计算结果表明：该模型计算产量与实际生产数据符合率高；水平井筒内的压力损失对压裂水平井的生产动态有一定的影响；水平井内每条压裂缝的产量并不相等，端部裂缝的产量高于中部裂缝的产量；水平井筒内的压力呈不均匀分布，从指端到根端压力逐渐降低；裂缝不对称会使压裂水平井产量降低。研究成果对低渗透气藏的压裂水平井的设计具有一定的指导意义。