分段射孔水平井产能计算新方法

在Joshi推导水平井产能公式所用模型的基础上引入三径向流模型,采用等值渗流阻力法,分为射穿污染带与未射穿污染带2种情况推导出分段射孔水平井的产能公式,考虑了孔深、孔密、孔径、相位、污染带的半径与污染程度、压实带的厚度与压实损害程度、水平井长度以及射孔段的分布等因素对产能的影响。利用推导的公式对分段射孔水平井产能进行参数敏感性分析,认为分段射孔水平井产能随着孔深、孔密、孔径、相位、水平井射开长度等参数的增大而增大,随着压实带厚度和压实损害程度的增大而减小,射穿污染带时产能指数对各参数的敏感性小于未射穿污染带时的敏感性;分段射孔水平井产能指数对孔深、孔密、水平井射开长度、压实带的压实损害程度、相位、孔径、压实带厚度的敏感性由高到低依次降低。     

射孔水平井产能预测方法

为了预测射孔水平井的产能,在Joshi推导水平井产能公式所用模型的基础上,引入了三径向流模型,采用等值渗流阻力法,建立了孔眼未射穿污染带和孔眼射穿污染带2种情况下射孔水平井产能预测模型,考虑了孔深、孔密、孔径、相位、污染带的半径与污染程度、压实带的厚度与压实损害程度、水平井水平段长度等因素对产能的影响,流动机理更加符合油藏实际。利用所建立的产能预测模型进行参数敏感性分析,结果表明,射孔水平井产能随着孔深、孔径、孔密、相位、水平井水平段长度等参数的增大而增大,随着压实带厚度和压实损害程度的增大而减小,对水平井水平段长度、孔深、孔密、压实损害程度的敏感性较大,对相位、孔径、压实带厚度的敏感性较小;孔眼射穿污染带时产能指数对射孔参数的敏感性比孔眼未射穿污染带时低。工程设计时,应尽量增加水平井水平段长度、孔深、孔密,避免过高的压实损害程度。     

高压水射流射孔渗流场模型及计算

为计算和对比高压水射流射孔完井与裸眼完井、常规射孔完井的渗流场，在合理假设基础上，建立了井眼附近有限元渗流场模型，裸眼完井的计算结果证明了该模型的准确性。常规射孔完井污染带和压实带对油井产能有非常不利的影响；高压水射流射孔完井可以避免常规聚能弹射孔完井方式伴随的射孔压实带对油井产能的严重影响，并且可以减少钻井污染带对产能的影响；在低渗透率地层，应尽量避免采用常规聚能弹射孔而采用高压水射流射孔完井。图5参10     

基于双径向流模型的产能计算及射孔优化技术

应用等值渗流阻力法和双径向流模型,分射穿污染带与未射穿污染带两种情况,推导出各向同性油藏射孔直井的产能公式,考虑了孔深、孔密、孔径、相位、压实带、污染带等因素对产能的影响。在此基础上,根据各向异性油藏渗流理论,得到各向异性油藏射孔直井产能公式。利用推导的公式对射孔直井产能进行参数敏感性分析,结果表明:射孔直井产能随着孔深、孔径、孔密、相位、垂向渗透率等参数的增大而增大,随着压实带厚度和压实程度的增大而减小;各参数在射穿污染带时的敏感性小于未射穿污染带时的敏感性;孔深、孔密、压实程度、垂向渗透率对产能的影响比较大。工程设计时,应优先考虑孔深、孔密,并避免压实损害程度过高,矿场应用时,结合储层物性特征和作业实际需求,选用合适的射孔器材,形成一套具有针对性的射孔优化技术。     

射孔完井参数对水平井产量的影响

为了系统研究不同射孔参数(污染带半径、孔深、孔密、孔径及射开程度)对水平井产量的影响规律,文中将射孔完井表皮因子模型和水平井产能预测半解析模型结合起来计算不同射孔参数下的表皮因子及水平井产量.分别对不同污染带半径、孔深、孔密、孔径及射开程度的射孔表皮因子及水平井产量进行计算,并绘制各射孔参数与表皮因子和水平井产量的关系...     

部分射开直井的产能计算方法

为了准确计算部分射开直井的产能,并为射孔方案优化提供理论依据,将McLeod射孔几何模型改进为双径向流模型,应用渗流力学原理和等值渗流阻力法,分射穿污染带与未射穿污染带2种情况,得到各向同性油藏部分射开直井的产能计算方法。在此基础上,根据各向异性油藏渗流理论,将各向异性油藏变换为等价的各向同性油藏,得到各向异性油藏部分射开直井的产能计算方法。分析参数敏感性得出,当射开程度小于70%、射孔深度小于80 cm、射孔密度小于20孔/m、压实程度大于75%时,这4个参数对产能的影响很大;相位角、孔径、压实带厚度对产能的影响很小;未射穿污染带时的产能对各参数的敏感性比射穿污染带时高。实例计算表明,该方法的计算结果与表皮系数法相差约5%。研究结果表明,产能与射孔深度、射孔密度、孔径、相位角、压实带厚度、压实程度和射开程度之间均为非线性关系。      

射孔参数对注水井流动效率的影响

为了研究射孔参数对注水井流动效率的影响，从单因素分析和多因素综合分析两方面研究各因素对注水井流动效率的影响规律。单因素分析表明，当射孔孔眼未穿透污染带时，注水井流动效率影响因素的相对重要度顺序为：孔眼深度、孔眼密度、压实损害程度、孔眼直径、相位角、地层非均质性、压实厚度；射孔孔眼穿透污染带时，相对重要度顺序为：孔眼密度、孔眼深度、压实损害程度、地层非均质性、压实厚度、相位角、孔眼直径。多因素正交分析给出了孔眼未穿透污染带、孔眼穿透污染带及有射孔压实、无钻井污染的理想射孔完井3种情况下的流动效率与各影响因素的定量关系式，可应用于射孔完井方案优化设计。图5表3参13     

射孔油井产能计算模型研究

针对油井射孔后产能计算困难的问题,在认真分析近井地带渗流情况的基础上,将油井射孔渗流区域等效为带有污染带的折算裸眼油井,使油井井筒在油层部位的体积等于所有射孔孔眼的渗流体积和原井眼在油层部位体积之和,污染带圆筒体积等于原射孔弹爆炸后形成的挤压性压实带体积之和。建立了该等效模式的渗流和压力分布数学计算模型,编制了应用软件。利用该模型研究了射孔的挤压性压实带厚度、射孔深度、射孔密度和射孔孔眼半径对油井IPR曲线的影响,并利用灰色关联理论定量分析了各个参数对油井产能的影响程度。     

水力深穿透射孔井产能计算方法及开发效果分析

水力深穿透射孔技术的成孔结构、渗流条件与多分支水平井比较接近,因此可以通过多分支水平井产能公式来研究水力深穿透射孔井的产能.从多分支水平井产能公式导出了水力深穿透射孔井的产能公式和表皮系数公式,射孔孔径、孔深、孔数、表皮系数对水力深穿透射孔井产能的影响分析结果表明,增加水力深穿透射孔的孔深和增大孔密,可提高水力深透射孔井的产能,且水力深穿透射孔技术能穿透近井污染带,有效连通地层和井筒,提高产能;水力深穿透射孔技术在薄油层的效果好于厚油层,它更适合对薄油层进行改造和作业.     

西湖凹陷探井射孔参数优化方法

西湖凹陷早期探井由于射孔工艺等原因，导致产能较低，生产未达到预期。对影响早期探井产能的射孔因素进行分析，为进一步上产增储、产能释放提供决策依据。从渗流力学原理出发，考虑双径向流动，建立射穿和未射穿污染带情况下的直井射孔产能计算模型；以该区典型井的储层参数为基础研究射孔参数对产能的影响，并利用室内射孔穿深模拟数据进行射孔参数优化。结果表明，孔深和孔径是影响该区早期探井产能的主控因素，压实带影响次之。XX-1井早期采用的射孔参数未能最大化释放该层产能，通过射孔参数优化后，理论计算其无阻流量从早期测试时的50×10⁴ m³/d增加到80×10⁴ m³/d,增幅达到60%。该方法为决策西湖凹陷早期探井产能释放措施提供了一种研究思路。     

The Productivity-Enhancing Technique of Deep Penetrating Perforation With a High-Pressure Water Jet

Deep penetrating perforation with a high-pressure water jet is an emerging advanced technique for enhancing oil well productivity because of its high cutting, breaking, and cleaning capabilities. Based on the analysis of productivity impairment caused by drilling fluid invaded zone and conventional charge perforating compacted zone, production-enhancing mechanisms of deep penetration perforating with a high-pressure water jet have been comprehensively investigated. The three major aspects are rock cutting with a high-pressure and high-velocity water jet, relieving the stress concentration of the near-wellbore region, and penetrating through the damaged zone. In addition, the feasibility of improving formation fracturing and acidizing treatment by using this technique is also discussed, along with future development and application.     

磨料射流射孔压裂一体化工具的设计

磨料射流射孔技术的工作原理是利用机械冲顶、磨铣或者水力冲击的方式在套管上形成水射流通道,然后利用高压水射流冲蚀地层,从而在地层中形成具有一定深度和孔径的油气渗流通道。研究了长庆油田的地质与水力压裂状况,并根据磨料射流射孔的技术状况设计了磨料射流射孔压裂一体化工具。通过对油井实施磨料射流射孔压裂一体化操作,在地层中形成了具有高渗透能力的通道。利用该工具可节省作业时间,降低生产成本。     

底水油藏水力喷射钻孔产能及开发效果分析

针对陇东油田底水油藏特征,确定了水力喷射钻孔的合理位置;根据油田的实际油藏参数运用数学解析的方法,分析了影响水力喷射钻孔井产能的因素,研究了水力喷射钻孔技术对底水油藏的开发效果。结果表明,射孔孔深、射孔孔眼半径、射孔数和油层厚度等因素对油井的产能均有影响;水力喷射钻孔的孔深越深,射孔半径越大,射孔数越多,产能比就越大;且水力喷射钻孔技术在薄油层的开发效果好于厚油层。在底水油藏实施该项技术可以有效的控制底水锥进从而提高采收率。     

气井非达西流射孔完井的有限元数值模拟研究

根据气井射孔非达西流的偏微分方程和边界条件,通过建立离散化的有限元模型,采用迭代法准确求出各剖分单元的传导系数,获得了气井非达西流射孔完井在不同参数下的产率比和表皮系数。文中全面分析了12个影响因素与气井产率比的关系,讨论了各因素影响的相对重要性层次。研究结果得到的气井射孔规律与油井大不相同,许多规律为首次发现。     

高压水射流理论及其在石油工程中应用研究进展

近年来新型水射流理论研究及其在石油工程中的应用进展主要包括：①自激振荡射流调制机理研究，创制了新型高效自振空化射流，发明了自激振荡射流钻头，首创了自振旋转射流处理近井地层解堵增产增注技术和自激波动注水技术。②机械及水力联合破岩理论研究，揭示了在钻井压入与旋转双向应力作用下，岩石裂纹形成和发展规律，建立了联合破岩钻头设计理论。③旋转射流理论和破岩机理研究，研制了径向水平钻井技术。①磨料射流特性和参数影响规律研究，优化了水力喷砂射孔参数设计，发展和完善了水力喷砂射孔技术。⑤高压水射液深穿透水力射孔及辅助压裂可行性研究，不仅可以提高射孔和压裂效率，而且为油田(特别是低渗透油藏)增产增注提供了一种有效方法。⑥双射流理论及其特性研究，双射流有利于形成大而深的破岩孔道，避免孔眼凸底的形成。可以提高射流破岩钻孔效率。⑦探索超高压射流辅助破岩理论及辅助钻井新方法，建立了超高压射流辅助破岩的三维PDC钻头模型。参18     

磨料射流射孔增产技术研究与应用

介绍了磨料射流射孔机理、参数影响规律室内试验和油井射孔现场试验结果。研究表明，磨料射流射孔过程可分为脆性和延展性材料切割两个不同阶段，并得出了主要参数(包括压力、排量、磨料类别、磨料粒度、磨料体积分数、围压和岩石性质等)对射孔深度的影响规律和合理的参数范围。在地面模拟试验井，24～27MPa压力条件下射孔和割缝深度达0.50m以上；10口井11井次现场施工证明，磨料射流射孔工艺技术降低破裂压力5～10MPa，油井增产效果明显。     

射孔参数对射孔-砾石充填井表皮系数的影响分析

射孔过程对油、气井的产能影响有利有害，它既能为油气流提供通道，又可对产层造成相当的伤害。如果工艺和射孔参数选择得当，就可以使射孔对产层的伤害最小，否则将适得其反。文章在通过建立射孔-砾石充填井表皮系数计算模型的基础上，分析了射孔-砾石充填井的孔深、孔径、孔密等射孔参数对表皮系数的影响及其程度。应用此模型计算官10井的表皮系数高达13.89，对该井优化了射孔方案，经过实施深部酸化增产作业后，成功地使官10井的产量由原来的709 m3/d增加到平均6.0×10⁴m³/d。相对于压力恢复试井解释表皮系数，文中提出的射孔-砾石充填井的表皮系数计算方法具有速度快，精度较好的特点，能有效地模拟出孔深、孔径、孔密等射孔参数对其的影响。     

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