分段射孔水平井产能计算

分段射孔是一种常用的水平井射孔工艺.由于多个射孔段的存在,使得水平井每个射孔段的产能预测变得十分复杂.用Fourier正弦变换、势的叠加原理、三角函数变换、渐进分析求解圆形封闭地层水平井三维拟稳态渗流问题,得到水平井的均匀流量产量模型.通过与直井产能对比,求得水平井拟稳态当量井径,再利用压降叠加原理建立了分段射孔水平井产能计算方法.研究表明,分段射孔时,相同射孔长度下,端部产量最大,而中部井段产量最小;多个射孔段同时投产时,射孔长度对射孔段产量的影响较射孔间距大.水平井射孔时宜采用中间段长、端部段短的不等距射孔方式,以期达到均衡开采或者注入.此方法可以用于确定水平井射孔段分段产量.图3表1参18     

水平井分段完井油藏渗流耦合产能预测新模型

随着底水油藏、气顶底水油藏以及其他需要分层开采油藏的大量开发,水平井分段完井工艺得到广泛应用,考虑油藏渗流耦合进行水平井分段后的产能预测研究很有必要。在分析分段完井渗流机理基础上,针对3种常见的油藏类型,根据质量守恒原理和动量定理推导出了水平井分段完井压降模型,运用势的叠加原理和镜像反映原理,求出了三维稳态渗流的势的分布和压力分布,结合分段完井压降计算模型,建立了水平井分段完井的三维稳态渗流耦合产能预测模型。最后根据实例得知,不同油藏类型考虑势的叠加和镜像反映后各生产段压降和流率有很大差异,这说明对于分段完井,考虑油藏渗流耦合才能更好地描述水平井筒压力分布和预测分段后的产量。     

超低渗透砂岩油藏水平井同井同步注采补能方法——以鄂尔多斯盆地长庆油田为例

针对超低渗透砂岩油藏水平井中段难以建立有效水驱驱替压力系统问题,提出在同一口水平井上采用封隔器、密封插管等工具,实现部分压裂缝注水、部分压裂缝采油,在同一水平井内形成分段同步注采的补能新方法,即水平井同井同步注采。该方法可缩小注入端与采出端的距离,快速建立有效水驱驱替系统;该方法将井间驱替转变为水平井段间驱替,将点状水驱转变为线状均匀水驱,可大幅提高水驱波及体积,缩短见效周期。研究表明:①超低渗透砂岩油藏水平井同井同步注采,注水段应选择天然裂缝方向与人工裂缝方向一致或天然裂缝不发育的层段,段间距60～80 m;②水平井同井同步注采除控制注入压力外,采用周期注水可降低随注水时间延长注水压力逐渐上升导致的地层天然裂缝开启、生长或地层破裂风险;③现场试验验证,水平井同井同步注采补能方法可有效提升单井产量且经济效益良好,可大规模应用于超低渗透砂岩油藏的开发。图14表5参21     

各向异性油藏水平井井网渗流场分析

为直观地反映各向异性油藏水平井井网地层压力分布及流体运动轨迹的特点,利用源汇理论、Newman乘积法及压降叠加原理,推导出各向异性油藏水平井井网不稳定渗流地层压力公式,提出流线生成方法,研究了水平井井网渗流场分布规律。结果表明:储层各向异性、生产时间和注采比对水平井井网渗流场影响较大。在布井时,水平井应垂直于最大主渗透率方向,以便形成线性水驱,提高驱替效果;生产时间越长,压力传播范围越广,采出程度越高;注采比越大,注入流体的波及范围越大,波及效率越高。利用该方法产生的流场图能够为各向异性油藏水平井开发井网设计及注入方案的优化提供科学依据。     

水平井分段射孔优化技术

通过油层渗流方程与水平井筒流动方程的耦合建立射孔完井水平井向井流动模型,采用二分法与试算法相结合的方法求解,求得沿井筒方向的流量和压力分布.再用此模型方法研究水平井射孔段长度和射孔段位置对油井产能的影响,达到分段射孔优化的目的.对吐哈油田一口水平井的分析表明,油井产能随水平段射开长度的增加而增加,但不是呈线性增加,射开程度达到53%时.油井的产能已达到完全射开时的产能的80%;在射开程度相同的情况下,采用多段射开得到的产量大;采用一段射开时,越靠近指端射孔得到的产量越小.     

水平井变孔密分段射孔水平段长度优化设计

水平井作为一种高效的油气藏开发方式已得到广泛的应用。目前射孔完井仍然是水平井完井的主要方式,从经济角度考虑,常规的全水平段均匀射孔的完井方式增加了作业成本,同时也不利于近井地带流体渗流场的分布和获取油气最大产量。为此提出变孔密分段射孔的概念,以渗流理论和流体力学相关知识为基础,考虑地层流体和井筒流体相互耦合作用,推导出了水平井变孔密分段射孔的井筒压降模型,以获取最大产量和井筒最小压力损失为目标,优化水平段射孔长度,为水平井开发设计提供依据。     

射孔水平井流动与油藏渗流的耦合研究

建立了稳态流条件下的油藏渗流与射孔水平井井筒流动的耦合模型,分析了射孔完井水平井的变质量流特性.建立射孔水平井井筒模型时,考虑了壁面摩擦和射孔入流造成的附加压降,引入了新的摩擦系数.所建耦合模型把井筒分段,每段含有若干个孔眼,计算量较小.利用耦合模型通过实例分析了射孔参数对水平井产能的影响,其中射孔深度影响较大,其次是射孔密度,相位角影响较小.所建耦合模型为描述水平井流入动态、水平井完井设计提供了理论基础.     

延长油田超低渗透油藏水平井分段压裂开采参数优化研究及应用

文章基于超低渗透水平井分段压裂大型物理平板模型,进行不同压裂规模、压力驱替下的实验研究。 研究结果表明,随着驱替压差的增加,压力梯度升高,相同驱替压差下,裂缝越长,压力梯度越高,增加压裂规模可提高储层动用,在此基础上,针对直井与水平井联合开采井网,对井网形式、水平井长度、裂缝分布形态及导流能力等参数进行了优化,定量表征了对开发效果的影响程度,得到延长油田 Ｗ区块长 ９储层 ８００ｍ水平段采用 ６～７条裂缝,半长为 ０．６倍井距,导流能力为 ３０Ｄ·ｃｍ时为最优裂缝布置,最佳井网为水平井采油 ＋直井注水 ＋裂缝交错排列,采用间断型纺锤形布缝时补充能量效果最好,矿场应用后增油效果显著,该研究对延长油田超低渗透储层水平井分段压裂开采参数优选具有重要的理论和矿场意义。     

气藏水平井分段完井产能预测

水平井分段完井应用前景广阔,但国内外相关研究均是以油藏为基础。根据气体稳定渗流理论及水平井三维渗流特征,通过引入流量相关表皮系数推导出了气体非达西渗流影响下微元水平段的拟压力分布,进而基于拟压力降叠加原理建立了水平井分段完井气藏模型;再结合分段完井井筒模型建立了其产能预测耦合模型。实例验证表明耦合模型准确度高;继而对气藏水平井分段完井产能进行了预测,并给出了相应流率、轴向流量及井筒流压沿井筒方向的分布。     

射孔完井的水平井向井流动态关系

针对几种常见类型油藏（底水驱油藏,边水驱油藏,上、下封闭边界油藏）导出了射孔完井的水平井生产时单相原油三维稳态流动的压力分布,并根据质量守恒原理及动量定理导出了射孔水平井筒内压降计算新公式。建立了耦合油层中渗流与水平井筒内流动的向井流动态关系模型,提出了求解模型的方法。用该模型制作了一口实例水平井的向井流动态关系曲线,并分析了射孔密度对其产量的影响,该模型可用于水平井产能预测及射孔参数优选。图３表１参８（陈志宏摘）     

水平井变孔密分段射孔井筒压降计算模型

射孔是水平井完井的主要方式,由于流体在水平井筒内的流动为变质量流,在水平井筒内必然因流体的流动而引起压力损失,主要包括摩擦压力损失、加速压力损失以及混合压力损失.以渗流理论和流体力学相关知识为基础,考虑地层流体和井筒流体的相互耦合作用以及现场的实际需要,提出了变孔密分段射孔的概念,推导出了水平井变孔密分段射孔的井筒压降模型,并分析了孔眼密度变化对水平井井筒压降的影响,为水平井新型完井方式的井筒压降计算提供了理论依据.     

多点注汽水平井井筒出流规律数值模拟

基于多点注汽水平井管柱结构,考虑注入蒸汽在水平井筒内的变质量流特性及注汽阀节流压差的影响,建立了多点注汽水平井井筒与储层耦合数学模型,并采用迭代方法对其进行了求解;以此为基础,系统研究了多点注汽水平井井筒出流规律。结果表明:多点注汽水平井注汽过程中,水平段油管内压力、温度和蒸汽干度从水平井跟端到趾端逐渐降低,但压力和温度降低幅度并不显著,蒸汽干度降低幅度较为明显;蒸汽注入量与注汽阀节流压差沿水平段均呈不对称的"U"型分布,且随着时间的增加,蒸汽注入量沿水平井段的不均匀性越来越严重,蒸汽注入量不均匀系数越来越大;通过调整注汽阀沿水平井段泄流面积可以在一定程度上减缓蒸汽沿水平井筒的不均匀注入。     

水平井筒射孔完井变质量流动压降规律

影响水平井产能和向井入流剖面的因素很多,水平井筒沿程压降是其中一个重要因素。结合水平井筒生产实际,在大庆多相流试验环道基础上,设计了壁面注入系统和变质量流动试验段,针对射孔水平井筒变质量流动规律进行了单相和两相变质量流动试验研究。结果表明,单相水平井筒沿程压降随注入比变化,并且存在临界注入比,当注入比超过临界注入比时,压降随着注入比增加显著。进一步的数值模拟研究揭示了其中的原因:当超过临界注入比后,射孔孔眼下游出现流动分离,混合压降开始起作用,从而引起压降的显著增加。油水两相变质量流动除了受注入比影响外,还受到含水率变化的影响,在高流量条件下,40%含水率时压降最高,流型为分散流型;低流量下,压降随含水率变化不大,流型为分层流型。该研究结果对完井设计有一定指导意义。     

非均质油藏水平井分段变密度射孔优化模型

基于油藏数值模拟技术,耦合油藏渗流、井壁流体入流、井筒流体管流,建立三维三相水平井分段变密度射孔优化设计模型。分析了水平井跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质、油层厚度非均质、孔隙度非均质、井筒压降、最大射孔密度、射孔优化原则等8个因素对水平井分段变密度射孔孔密与入流剖面的影响及流体黏度、套管直径、管壁粗糙度对井筒压降的影响。结果表明,跟(趾)端与中部渗流差异、避射段、渗透率非均质性、油层厚度非均质性对分段变密度射孔有显著影响;考虑与不考虑水平井跟(趾)端与中部渗流差异可能会得出相反的孔密优化结果;避射段的存在会影响流体入流剖面;国内陆上大多数水平井分段变密度射孔不必考虑井筒压降的影响。塔河油田AT9-7H井预测与实际生产指标对比表明,该模型具有较高的精度。     

水平井变密度射孔调剖方法

产液剖面不均衡是水平井开发过程中亟待解决的问题。基于源函数法和势的叠加原理,根据油藏—井筒耦合关系,建立了均质各向异性盒式油藏水平井产液剖面的计算模型及方法。在储层均衡开采的情况下,水平井生产段跟端和趾端流量高,中间流量低,产液剖面呈对称的U型。在实际笼统射孔条件下,受井筒内压力损失影响,生产段跟端流量高,趾端流量低;孔密或孔深越大,产液剖面的均衡性越差。以储层均衡开采为目标,提出了均质各向异性盒式油藏水平井变密度射孔调剖方法。采用该方法对水平井孔密分布进行优化后,孔密从生产段趾端到跟端逐渐下降;趾端孔密越高,跟端孔密的降幅越大。与笼统射孔相比,变密度射孔可明显改善水平井产液剖面的均衡性;孔密越大,变密度射孔的调剖效果越理想。     

射孔水平井产液剖面均衡性影响因素分析

水平井产液剖面的均衡性间接反映了储层动用程度的均衡性,是射孔参数优化设计的重要依据。将源函数方法与表皮系数模型相结合,基于势的叠加原理,建立了各向异性油藏射孔水平井的油藏-井筒耦合模型,该模型可考虑地层损害和射孔等因素对水平井流入动态的影响,并给出了产液剖面和势分布剖面的求解方法。采用该模型分析得到了井斜角、油层厚度、地层原油黏度和垂向渗透率对射孔水平井产液剖面均衡性的影响规律。受井筒各处流态、泄油面积差异以及井筒内压力损失影响,射孔水平井的流量分布呈现端部效应和跟趾端差异,产液剖面呈斜"U"形;端部效应随着井斜角减小和垂向渗透率降低而减弱,随着油层厚度减小和原油黏度降低而增强;跟趾端的流量差异随着井斜角减小及油层厚度和垂向渗透率降低而减小,随着原油黏度的降低而增大。      

水平井变密度射孔优化设计模型

针对水平井应用过程中容易出现底水脊进、射孔成本过高、射孔易损害套管等问题,基于射孔完井水平井生产流体流动压降分析,研究了油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型、井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,建立了水平井变密度射孔优化设计模型。研究结果表明,通过优化水平井变密度射孔密度分布,可有效地调节水平井生产流体流入剖面,防止底水脊进;变密度射孔可减少射孔的数量,降低射孔成本及射孔对套管的损害程度;初始孔密、原油黏度以及是否射穿污染带等影响变密度射孔孔密分布;初始孔密较大时,射孔密度的变化较大;原油黏度较大时,射孔密度的变化较小;已射穿污染带时射孔密度的变化大于未射穿污染带时射孔密度的变化。同时,初始孔密和原油黏度对井底流压和孔眼压降也有较大的影响。图5参14     

水平井变质量管内流动损失的数值研究(一):单支孔流动

水平井采油是石油工程中新的重大课题之一,尤其对于开采稠油、低渗、裂缝性、底水和气顶油藏以及老井的后期挖潜有明显效益。由于水平井与油藏接触段较长,井内压降较大,其沿程压降对产油量有很大影响。因此,掌握水平段的流动损失和压降规律,对优化水平井长度及开采工艺设计、准确预测水平井产油量是非常重要的。在实际水平井中,沿程不断有流体从管壁孔眼流入井筒,这是一种变质量流动,这种流动比常规的管道流动复杂得多。文中采用数值方法研究壁面注入对管流压降及壁面摩擦阻力的影响,给出单支管流动损失并总结压降系数与壁面注入速度及截面雷