基于DTS数据反演的低渗气藏压裂水平井产出剖面解释新方法

分布式温度测试（DTS）正逐渐被用于压裂水平井井下生产状况监测,但基于DTS数据定量解释低渗气藏压裂水平井产出剖面仍是一个巨大难题。基于Levenberg Marquart算法建立了一套DTS数据反演解释模型,并提出了反演目标参数的初始赋值方法,最终形成了一套基于DTS数据的低渗气藏压裂水平井产出剖面解释方法,实现了基于DTS数据定量解释裂缝参数和产出剖面。采用建立的反演方法,对一口模拟实例井的DTS数据进行了反演解释。结果表明：温度剖面反演结果与“测试值”吻合度较高,产出剖面反演结果与“测试值”也基本一致,验证了该产出剖面解释方法的准确性和可行性。研究成果为低渗气藏压裂水平井产出剖面定量解释和裂缝参数诊断提供了一种实用而精确的新方法。     

基于分布式光纤测温的致密油水平井产出剖面解释方法

针对致密油水平井产出剖面定量诊断技术难的问题,以致密油水平井温度剖面预测模型作为正演模型,并基于模拟退火(SA)算法建立了致密油水平井分布式光纤测温(DTS)数据反演模型,形成了一套基于DTS的致密油水平井产出剖面解释方法,实现对致密油水平井产出剖面和裂缝参数的定量反演解释。结果表明：致密油水平井温度剖面对各因素的敏感性程度由大到小依次为产液量、裂缝半长、渗透率、井筒综合传热系数、孔隙度、裂缝导流能力、储层岩石热导率,影响致密油水平井温度剖面的主控因素为裂缝半长和地层渗透率。采用建立的反演模型对1口油井3个不同生产阶段的实测DTS数据进行反演,产出剖面解释结果与商业软件解释结果平均符合率为87.39%,验证了致密油水平井产出剖面解释方法的可靠性。研究成果对致密油水平井产出剖面的定量解释具有重要指导意义。     

低渗气藏压裂水平井裂缝参数优化研究与应用

压裂井的裂缝参数是决定压裂效果好坏的关键因素.文中针对低渗气藏压裂水平井裂缝参数优化问题,建立了气藏模型和裂缝模型,并依据该模型编制了裂缝参数优化设计软件,通过对现场实例进行了模拟优化计算,研究了裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、裂缝宽度、裂缝导流能力,以及裂缝与水平井筒的夹角对压裂水平井产能的影响.利用正交试验优选的主要裂缝参数为：裂缝间距100m,裂缝条数5,缝长比0.8,裂缝导流能力10 μm2· cm.按照优化的裂缝参数压裂施工后,平均单井产气量由裂缝参数优化前的7.48×104 m3/d上升到15.32×104 m3/d,增产效果显著.     

基于遗传算法的低渗透气藏水平井压裂参数优化

采用传统的正交设计方法对低渗透气藏水平井压裂进行优化设计,难以涵盖整个最优解搜索空间,优化对象数目的增加也会导致方案数量大幅增加。为了突破这一限制,基于遗传算法建立了新的水平井压裂智能优化设计方法,并编程实现了优化设计的全程自动化。计算结果表明：遗传算法在优化过程中不需要人为干预,大大降低了工作量,采用二进制编码形式替代水平井参数和裂缝参数极大地拓展了最优解搜索空间,算法复杂程度受优化对象数目的影响较小。与传统方法相比,该方法具有很大的优越性和实用价值,值得推广。     

低渗透油藏水平井裂缝参数优化研究

低渗透油藏经常采用水平井压裂的方法来实现油井增产,而合理的水平井裂缝参数设计能充分发挥人工裂缝的增产作用.以江苏油田M断块地质特征和目前开发状况为基础,抽象出相应的机理模型,应用数模软件的门限压力建立了考虑启动压力梯度影响的水平井压裂模型,并与PEBI网格加密法的水平井模型进行了对比.结果表明：启动压力梯度对模拟结果影响相对较大,而裂缝形态对模拟结果的影响相对较小;M断块水平井最优裂缝间距为90 m,最优裂缝条数为6条,最优裂缝半长为130 m.该研究成果为江苏油田M断块水平井裂缝参数优化提供了思路与借鉴.     

致密油藏水平井压裂裂缝参数优化方法

致密油藏基质渗透率极低,往往采用水力压裂的方式进行开发.压裂缝网决定了油井的产能,因此缝网参数的优化是致密油高效开发中的关键问题.本文在致密油藏非线性渗流数值模拟方法的基础上,研究了水平井单井压裂裂缝的数量、位置分布、长度、开度、方位角等参数对致密油藏衰竭式开采产量的影响规律,并进行了优化设计,形成了基于模拟退火算法的...     

水平井整体压裂裂缝参数优化设计

水平井压裂已成为低渗透油气藏开发的一项前沿技术,但目前该技术仅仅立足于单井压裂,没有考虑井网的影响。为此以提高整个区块的采收率为目标,以油藏整体为研究对象,提出了水平井整体压裂裂缝参数优化设计的基本思路。在优选水平井整体压裂井网的基础上,考虑水平井压裂裂缝形态,对缝长、裂缝条数、裂缝角度、缝宽、裂缝非均匀性和裂缝间距等参数进行了优化,预测了压裂水平井的生产动态,并制定了适合压裂水平井的生产制度。通过分析每个裂缝参数对油井累积产油量的影响程度,得到了影响压裂后水平井产能的裂缝主要参数和次要参数,在此基础上寻求裂缝参数的最优组合,为解决水平井整体压裂裂缝参数的优选问题提供了思路和借鉴。     

基于裂缝前缘邻井光纤应变的压裂裂缝参数解释方法

利用裂缝前缘光纤应变进行裂缝参数的准确高效解释,是目前邻井光纤应变技术实现大规模推广应用的关键。基于三维位移不连续边界元建立光纤应变计算方法,并构建了基于裂缝前缘光纤应变的裂缝参数反演模型;基于光纤应变模型,计算分析了裂缝前缘光纤应变分布随裂缝参数的变化特征,建立了峰值应变及零应变位置与裂缝参数的关系式;以裂缝前缘光纤应变的正演结果为人工合成监测数据,论证了裂缝前缘光纤应变反演裂缝参数的可行性;利用北美地区水力压裂试验场光纤应变监测结果,进行了基于裂缝前缘光纤应变的实际井裂缝参数解释。研究结果表明:①裂缝前缘的光纤应变与裂缝长度、高度和宽度分布均相关,对缝长最为敏感;②零应变位置对缝高较为敏感,而峰值应变位置对缝高不敏感,通过峰值应变位置可对缝长进行快速解释;③内点法可有效求解该反演问题,计算效率高,适合工程应用;④基于裂缝前缘的邻井光纤应变可有效解释缝长变化,而缝高、缝宽及缝宽分布具有较强多解性。     

低渗透油藏压裂水平井裂缝优化研究

针对低渗透油藏压裂水平井裂缝参数难确定的问题,在某低渗透油藏概念模型的基础上,结合裂缝性低渗透油藏的实验研究,运用油藏数值模拟方法,对压裂水平井的裂缝参数包括裂缝方位、裂缝位置、裂缝条数和非均匀裂缝长度等影响因素进行了优化研究。研究结果表明,在概念模型的基础上,考虑直井注水水平井采油的井型组合时,水平采油井走向应垂直于最大主应力方向,且裂缝方位应平行于最大主应力;裂缝最优缝数为3条,且裂缝最优间距为水平井水平段长度的0.23～0.30倍;对于非均匀裂缝长度的3条裂缝,中间缝较长两端缝较短的部署方式为最优。通过本次数值模拟研究发现,低渗透油藏压裂水平井的裂缝参数确实存在最优情况,实际油田应根据不同的模型类型考虑优化各裂缝参数。     

致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数的优化

为了解决压裂水平井的多参数综合优化问题,基于不稳定渗流原理,应用复位势理论、叠加原理和数值求解方法,建立了考虑裂缝干扰的压裂气藏水平井产量预测模型,研究了影响压裂水平井产量的单因素变化规律;结合正交试验设计方法和灰色关联理论,确定了影响压裂水平井产能的敏感因素排序,并实现了考虑多参数综合作用的压裂水平井参数优化设计。计算结果表明：算例中影响产量的重要性排序依次为地层渗透率、储层厚度、孔隙度、水平段长度、裂缝条数、裂缝长度和导流能力;优选区块水平井组合参数为水平段长度1 000 m、裂缝条数10条、裂缝长度60 m、导流能力10 μm²·cm,按照优化参数施工后,无阻流量显著增加。     

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     

水平井同倾斜角度产液剖面计算模型

由于重力等因素水平井内油气水出现层流等流型,与传统直井、斜井中完全不一样,传统的产液剖面解释方法在水平井中应用存在着较大误差。为了提升水平井产液剖面解释精度、提高油气采收率,研究一种新的产液剖面解释方法迫在眉睫。首先在分析国内外现有的解释方法基础上,再结合水平井流型机理试验, 通过分析实验数据发现在水平井中倾斜角度相同并且流体各相参数都不变时,流型也不变,但是倾斜角度轻微变化也会对流型产生较大的影响。因此,提出同倾斜角度解释模型计算水平井产液剖面各相流量值,并结合计算机软件工程的思想设计出反演计算方法,对模型进行软件实现,最终推算出各解释层产液剖面数据。通过对22口测井数据的比较分析,验证得知单相流解释结果误差不超过7.8%,多相流解释结果误差不超过9.8%,总流量解释误差不超过9.68%。该解释方法提高了水平井产液剖面解释精度,能满足工程应用要求。     

水平井油水两相产液剖面解释方法探讨

水平井中因重力差异普遍存在层流,且流型受井斜角度影响变得复杂,致使测量仪器及测量参数发生变化,传统的滑脱模型已不适用于水平井产液剖面解释。文中分析了水平井油水两相流流型特点,探讨了水平井集成化测量仪器油水两相产液剖面解释方法,并对某井进行了实例分析。     

微裂缝发育储层分段压裂水平井裂缝参数预测

目前对微裂缝发育储层实施水平井分段压裂改造后的裂缝监测手段普遍存在监测精度低、成本高、现场实施难度大等缺点,亟需找到一种方便、快捷、现场适用的解释手段和方法。基于微裂缝发育储层多段压裂水平井三线性渗流规律,建立了多段压裂水平井渗流模型,进行Laplace变换,推导得到微裂缝发育储层多段压裂水平井不同特征流动段产量公式,并利用现场油井日常生产数据,分析产量变化曲线不同特征段的特点,求解得到了微裂缝发育储层多段压裂水平井裂缝参数（人工裂缝长度、人工裂缝导流能力和天然微裂缝区渗透率）。将模型计算得到的裂缝参数分别与3口水平井的现场微地震监测解释结果进行对比,验证了模型的正确性。研究结果表明：模型计算人工裂缝导流能力与真实值相对误差为1.9%,模型计算人工裂缝长度与微地震监测解释结果基本一致。该方法解释出的多段压裂水平井压后裂缝参数多、方便快捷、准确性高、局限性小,适合油田现场大规模推广应用,对微裂缝发育储层多段压裂压后效果评价、指导增产设计具有重要意义。     

特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价

通过物理模拟研究了特低渗透油藏压裂水平井产能与裂缝产能之间的关系、裂缝产能分布规律以及裂缝数量与水平井产能的关系。利用数值模拟方法,研究了压裂水平井开发特低渗透油藏技术,对压裂水平井的水平段长度、裂缝数量、裂缝间距进行了优化设计。研究表明,特低渗透油藏压裂水平井的水平段长度越短,阶段采出程度越高,含水率上升越慢,即水平段长度不宜过长;建立了固定裂缝间距和井排距时不同裂缝数量压裂水平井相对累产油和相对采出程度对比图版。重新认识了特低渗透油藏压裂水平井渗流机理。     

致密油藏压裂水平井缝网系统评价方法——以准噶尔盆地吉木萨尔地区为例

压裂水平井缝网系统评价是致密油藏高效开发的关键。针对目前缺乏完善的评价方法这一现状,基于动态反演理论建立了一种致密油藏压裂水平井缝网系统评价方法。首先,基于致密油渗流特征和缝网形态,考虑了非均匀缝网和弱补给等复杂因素,推导了其试井数学模型。利用解析方法获得了其井底压力解,并建立了压裂水平井缝网系统评价方法。其次,为验证评价方法的可靠性,以准噶尔盆地吉木萨尔地区为例,开展了实例应用分析。结果表明,复杂缝网水平井流动阶段包括井筒储集效应和表皮效应阶段、裂缝双线性流、裂缝线性流、压裂改造区窜流、压裂受效区线性流和拟稳态流阶段。同时发现,经过压裂改造后,实例井附近形成了主裂缝和压裂改造区,主裂缝半长为135 m,导流能力为118.87×10^-3 μm²;次裂缝网络储容比为6.30%~17.99%,压裂改造区渗透率为100.8×10^-3 μm²。本次研究工作为致密油藏参数反演、压裂评价及动态监测提供了理论基础。     

特低渗透油藏压裂水平井产量递减规律

基于考虑启动压力梯度和压敏效应综合影响的广义达西定律,以椭圆渗流理论和平均质量守恒定律为基础,分别建立了无限导流垂直裂缝井和有限导流垂直裂缝井的不稳态渗流理论,进而通过叠加原理建立了带有任意裂缝条数的压裂水平井产量递减模型,分析了压裂水平井不稳态时期的产量递减规律。结果表明,压裂水平井初期产量比较高、递减比较快,但是产量很快进入缓慢递减、平稳变化阶段。启动压力梯度、变形系数越大,压裂水平井单井产量越低;当启动压力梯度大于0.01 MPa/m以后,对产量及其递减规律的影响显著。压裂缝条数越多、裂缝越长、导流能力越大,压裂水平井产量也越高,递减速度也越快,但随着压裂缝条数、长度和导流能力的增加,产量增幅逐渐变小。     

页岩气藏压裂水平井Blasingame产量递减分析方法建立与应用

根据常规油气藏压裂直井Blasingame产量递减样板曲线建立方法,使用渐近法建立了拟稳态流动阶段无因次压力与无因次时间的线性关系获取方法,重新定义无因次参数,形成了考虑气体吸附和溶解的页岩气藏压裂水平井Blasingame典型样板曲线。结合页岩气藏物质平衡理论,将实例数据与样板曲线进行拟合,验证了Blasingame产量递减分析方法在页岩气藏压裂水平井生产数据解释中的有效性。研究结果表明：①基于新无因次变量,吸附、溶解影响下页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线边界控制流阶段再次归结为一条斜率为-1的直线,结合吸附等实验数据,可有效降低拟稳态阶段的多解性;②页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线受储量相关参数和裂缝参数的双重影响,储量相关参数越大,样板曲线位置越低,裂缝参数越大,样板曲线位置越高。③长期动态资料分析可有效获取储层物性参数、改造情况以及单井控制动态储量参数,基于拟合结果,为未来生产动态预测奠定了基础。     

页岩气藏压裂水平井Blasingame产量递减分析方法建立与应用

根据常规油气藏压裂直井Blasingame产量递减样板曲线建立方法，使用渐近法建立了拟稳态流动阶段无因次压力与无因次时间的线性关系获取方法，重新定义无因次参数，形成了考虑气体吸附和溶解的页岩气藏压裂水平井Blasingame典型样板曲线。结合页岩气藏物质平衡理论，将实例数据与样板曲线进行拟合，验证了Blasingame产量递减分析方法在页岩气藏压裂水平井生产数据解释中的有效性。研究结果表明：①基于新无因次变量，吸附、溶解影响下页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线边界控制流阶段再次归结为一条斜率为-1的直线，结合吸附等实验数据，可有效降低拟稳态阶段的多解性；②页岩气藏压裂水平井Blasingame样板曲线受储量相关参数和裂缝参数的双重影响，储量相关参数越大，样板曲线位置越低，裂缝参数越大，样板曲线位置越高。③长期动态资料分析可有效获取储层物性参数、改造情况以及单井控制动态储量参数，基于拟合结果，为未来生产动态预测奠定了基础。     

压裂水平井电模拟实验研究

根据水电相似原理,设计了压裂水平井的电模拟实验,研究了单井状态下和井网条件下裂缝参数对压裂水平井产能的影响状况及其等压线分布规律.结果表明,压裂水平井存在极限产能;压裂井最优裂缝条数受水平井段长度、裂缝长度、层位是否射开等因素的影响,在不同的井网中,最优裂缝条数也会相应变化.对不同井型的等压线对比发现,压裂水平井扩大泄油面积的能力优于普通水平井.