气藏水平井产能及水平段压力损失综合研究

为了高效合理的利用水平井开发火山岩气藏,在前人研究的基础上,分析了水平井水平段压力损失对水平井稳态产能的影响。由于水平井水平段井筒内部压力分布不均,根据质量守恒原理以及单元体受力分析,推导出了考虑摩擦压力损失的火山岩气藏水平井产能计算方法并进行了数值求解。定义了相对压力损失系数(PE)来表述摩擦压力损失的程度,利用以上数值求解方法分别对火山岩气藏水平井稳定产能和水平段压力损失的影响因素进行了分析。     

庄海8断块水平井水平段内部产能分布规律及对策

为解剖水平井水平段内部产能分布规律,以庄海8断块馆陶组底水油藏为例,建立水平井多段井模型。利用数值模拟技术,定量描述了理想均质油藏水平井、非均质油藏水平井的沿程压力、产量的分布,指出水平段储层非均质性是造成水平井内部动用差异、影响水平井开发效果的关键因素;提出了适合滩海大位移长水平段水平井的分段开采方式。实施结果表明,分段开采可有效提高非均质长水平段油层动用程度、改善水平井开发效果。     

分段压裂水平井注水开发电模拟实验

为研究分段压裂水平井注水开发增产机理,根据水电相似原理设计了压裂水平井电模拟实验,研究了分段压裂水平井注水开发压力场分布特征和产能影响因素。结果表明,水平井中间有裂缝部分等压线平行分布,渗流方式为单向流,说明分段压裂水平井可通过改善地层渗流方式减小渗流阻力。随着水平段穿透比、裂缝条数（间距）、裂缝穿透比、裂缝与水平段夹角的增大,压裂水平井产能增加;分段压裂水平井注水开发最佳参数组合为：水平段穿透比为0.6~0.8,裂缝条数为6（裂缝间距为91 m）,裂缝穿透比为0.25~0.3,裂缝与水平段夹角为90°,井网选用排列交错井网;其对分段压裂水平井产能影响的极差分别为0.030,0.024,0.018,0.018和0.004。矿场应用表明,分段压裂注水开发水平井产能为同条件下直井的2倍,是低渗透油藏的有效开发方式。     

致密气藏水平井参数优选研究

为了解决靖边气田致密低渗区已投产水平井开发效果普遍较差的问题,有必要确定水平段长度、渗透率等产能影响参数的范围,提高其开发的效果和经济效益。通过水平井产能影响因素的敏感性分析,初步确定了产能的主要影响因素;综合利用气藏工程、数值模拟和经济评价等方法,确定了渗透率、水平段长度等影响水平井产能的主要参数范围,建立了适合靖边气田的水平井参数优选流程。以优选的水平井参数为基础,预测了试验区水平井的无阻流量。结果表明:不同因素对水平井产能的影响程度存在差异,但渗透率、水平段长度等参数对水平井产能影响较大。确定了影响致密气藏水平井产能的地层压力、渗透率、水平段长度、储量丰度等参数的范围。产能预测结果表明:参数优选后的水平井井网开发效果良好,说明建立的水平井参数优选流程有效。所以,水平井参数的优选,对致密气藏的水平井选井及设计十分重要。     

低渗油气藏压裂水平井产能电解模拟实验研究

根据水电相似原理设计了电解模拟实验,并利用实验对水平段封闭和水平段裸眼2种情况下压裂水平井产能、产量影响因素及井筒附近压力的分布进行了研究,结果表明:①压裂水平井控制油层范围广,能够明显提高低渗油气藏油井产量;②压裂水平井水平段的产量占总产量的比例较大,进行压裂水平井产能分析时不能忽略水平段的生产能力;③压裂水平井产量的影响因素主要为裂缝数量、裂缝半长、井筒长度和裂缝角度;④压裂水平井裂缝周围的等势线近似为共扼椭圆族,裂缝端部和水平井筒两端的等势线比较密集,远离水平井筒的等势线近似为椭圆族。应用实例表明,电解模拟实验结果可用于压裂水平井的参数优化和产量预测;压裂水平井的水平段具有一定的原油生产能力,采取酸化措施能够改善水平井筒附近流体的流动状况,增加油井产量。     

水平井蒸汽吞吐热采过程中水平段加热范围计算模型

对于稠油水平井的产能评价和动态预测，注蒸汽吞吐生产过程中水平段的加热范围至关重要。由于油藏中水平井水平段长度比直井中直井段长得多，蒸汽的压力、温度和干度沿着水平段分布不均匀；根据水平井变质量流的思想，用动量定理和能量守恒定理建立蒸汽沿水平段的压力、温度和干度分布计算模型；同时根据传热学等有关学科知识，考虑水平井中水平段加热过程和机理不同于直井的加热过程和机理，建立了水平井注蒸汽吞吐加热范围计算模型。根据辽河油田冷42块油藏基本参数，用所建立的模型对水平段加热范围进行了计算，对计算结果进行的研究表明：蒸汽压力、温度、干度、加热范围沿水平段不是均匀分布的，第一临界时间、第二临界时间的概念反映了蒸汽在油层的运移过程。     

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.     

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。     

多段生产水平井试井解释方法

以水平井为柱源,考虑井筒储集效应、水平井分段产液及各生产段不同表皮效应的影响,运用Green函数并结合Newman乘积方法,建立了非均匀产液水平井试井解释新模型;利用数值反演算法计算井底压力,绘制出样板曲线,并讨论了分段生产的参数对井底压力的影响。研究结果表明,水平井N段生产时,最终水平径向流段压力导数0.5水平线前出现一个压力导数值为0.5/N的新"平台";水平井分段生产时,生产段数越多、两端的生产段长度越长、两端的生产段流量越大、两端地层的表皮损害越小,越有利于水平井产能的提高,应特别注意对水平井两端地层进行改造;水平井各生产段所造成的压力响应,不仅与表皮系数大小及分布有关,还与各生产段的长度与流量分布有关。实例应用表明,本文提出的新模型对水平井的产液井段诊断及解释、增产措施制定具有重要指导意义。     

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正确预测水平井产能对水平井开发方案设计、生产优化及生产动态分析具有重要意义。在充分考虑水平井生产特性的基础上，将水平井看成是由若干段线汇组成，把气体在气藏内向水平井的三维稳态渗流与其在水平井筒内的流动耦合起来，建立了气藏水平井稳态产能计算模型，并提出了求解此模型的方法。实例计算表明：水平井筒内的压力损失对其产能有影响，地层渗透率高时，影响更大；水平井每单位长度的生产指数沿水平井段并非处处都相等。该模型稍作改动，就可用于油藏水平井产能预测。     

水平井蒸汽吞吐加热半径和地层参数计算模型

蒸汽吞吐水平井加热半径和焖井后地层温度和压力的计算是水平井产能评价和动态预测的基础。由于蒸汽沿着水平段流动有摩擦损失,因而蒸汽的压力、温度和干度沿着水平段的分布是不均匀的。根据水平井变质量流和传热学原理,基于质量守恒、动量定理和能量守恒及镜像反映和势叠加原理,建立了水平井蒸汽吞吐加热半径和焖井后温度压力计算模型。以某油藏参数为基础,对该模型计算结果与数值模拟结果进行的比较发现,二者基本吻合,从而验证了模型的正确性。     

压裂水平井裂缝形态电模拟实验研究

根据相似原理，采用电模拟装置，研究了水平井压裂过程中裂缝与井筒斜交的情况下，水平段井筒附近压力分布，油藏中的压力场形态，影响斜交裂缝产能的部分因素进行了探讨。并用本模型的实验结果与垂直裂缝情况下做了对比，评价参数对产能的影响。     

煤层气压裂水平井产能影响因素

产能评价对于煤层气的高效开发具有十分重要的意义。依据寿阳区块七元煤矿的地层压力、渗透率、初始含气量、兰格缪尔压力等数据,采用COMET3软件开展煤层气压裂水平井的产能评价,对影响煤层气压裂水平井产能的水平段长度、水平井方位、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、水平井井距等因素进行评价。结果表明:水平段长度、水平井井距、裂缝条数、裂缝半长和裂缝导流能力对水平井产能影响较大。当水平段长度小于600 m时,煤层气井的产气量变化较为敏感;煤层非均质性对煤层气高产具有不可忽视的作用;裂缝条数为控制累计产气量的主要因素,其次为裂缝导流能力和裂缝半长;随着水平井井距的减小,累计产气量增大,但水平井井距过小对累计产气量的贡献并不明显。     

稠油油藏水平井热采非等温流入动态模型

将常规油藏水平井三维稳态势分布模式引入到水平井蒸汽吞吐开发油藏,以Marx_Langenheim加热理论为基础,把水平井筒处理成由若干个流量、温度不等的微元段线汇组成,建立了非等温油藏内渗流与水平井筒内变质量变温度管流耦合的流入动态模型.利用该流入动态模型,可以计算水平井注蒸汽后的地层参数,也可以模拟计算水平井筒在不同温度分布剖面下的产量和压力分布,分析流入动态的诸多影响因素,从而为优选采油参数提供了依据.计算实例表明:蒸汽吞吐水平井的流入动态受水平井筒的非等温状况影响较大.水平段首、尾两端温差越大,水平井筒压降就越大,产能也越低,水平段产量分布的对称性变差,指端产量远低于跟端产量.     

水平井水平段长度优化及经济界限研究

水平井井筒内存在由摩擦损失引起的压力下降,当水平段内压力降与油藏压力降相当时,继续增加水平段长度,产油量增幅减小,钻完井费用增加,造成经济浪费。为了优化水平井水平段长度,应用渗流力学理论,建立以井筒变质量流为基础的水平井产能耦合模型,得出了根据水平井极限产量优化水平段长度的计算方法,并与Dikken根据产能计算误差优化水平段长度的方法进行了对比,分析表明后者优化结果明显小于前者,不能充分发挥水平井开发油藏的潜力。以经济效益为目标,应用净现值理论,得出了综合考虑井筒压力降、油价和生产操作费用等因素的最优水平段长度计算方法,使优化结果更符合实际情况,并得出了水平井生产净收益和相应的经济生产年限。     

气藏水平井长度优化设计方法

首先推导了气藏水平井产能公式,在推导过程中考虑了天然气的非达西流动和气层各向异性等因素对水平井产能的影响。其次是建立了气藏内流动模型、水平井井筒内流模型、水平段最优长度数学模型,在建立模型过程中考虑了水平段内摩阻损失和流动状态对水平井产能的影响。所得到的方法对计算气藏水平井产能和设计水平段长度具有指导意义。     

长水平井的产能公式

短水平井是指水平段长度远小于泄油区域尺度的水平井,若水平段长度与泄油区域尺度基本相同,则为长水平井。目前的水平井产能公式都是针对短水平井而提出的,不适用于长水平井。采用等效渗流阻力法,推导了长水平井的产能计算公式。不能用长水平井的产能公式计算短水平井的产量,否则,会高估油井的产量。长水平井产能公式的计算结果为水平井公式计算结果的下限值。     

涩北气田水平井敏感性分析

随着涩北气田产能建设的步伐。水平井被越来越多地应用于涩北气田。本文从涩北气田水平井实际生产情况出发，论述水平段长度、水气比变化、地层压力及井口压力变化、储层伤害、不同直径生产管柱对水平井产量的影响，旨在更好地推动水平井在涩北气田的应用。     

水平井的产能及试井分析公式

本文研究了水平井定常和不定常三维修流,将水平并看作线汇,由此产生对称旋转等压椭球面,用平均值方法找到了水平井压力分布和产能近似公式、用影响椭球面的概念,找到了水平井瞬时压力公式,这些公式可简捷地用于水平井的开发设计中.     

考虑井筒摩阻损失后的Joshi公式

目前在设计水平井段长度时,采用的各种水平井产能计算公式均很难找出最优水平段长度。在目前的研究与应用中,普遍使用的Joshi公式忽略了井筒内摩阻损失,从而出现了在无限大的地层中,水平井段的长度与其产能关系曲线基本上呈线性,也就是说水平段长度越长越好,这一点与实际情况不符。通过对目前大多数水平井段中原油的流动状态,即层流的研究,考虑了层流情况下水平井井筒内摩阻的影响,修正了水平井产能计算公式,从而使其能够更加全面及准确地用于计算水平井的产能。