重复压裂裂缝转向时油藏数值模拟研究

裂缝转向的实现及选井、选层、优化设计等的数值模拟和机理是转向重复压裂需进一步研究解决的问题,为此,采用黑油模型,研究了在反九点注采井网中,不同储集层渗透率下,转向重复压裂的裂缝穿透率和导流能力等对采油动态的影响。研究表明,不论是渗透率高的地层还是渗透率低的地层,不利裂缝方位的边井最适合实施转向重复压裂且需要比常规重复压裂更大的缝长,而有利裂缝方位的边井和角井只需要与常规重复压裂相当的缝长;同时,转向重复压裂需要比常规重复压裂更高的裂缝导流能力。     

低渗层重复压裂的油藏数值模拟研究

采用黑油模型，研究了在低渗地层的五点注采井网中，不同储集层渗透率和油井不同含水率下，重复压裂的裂缝穿透率和导流能力等对采油动态的影响。研究表明，重复压裂的效果在很大程度上取决于复有原有裂缝和地层的认识上，对具有一定可采储量地层重复压裂时，如果集集层的渗透性较差，应以增加裂缝的穿透率为主，若储集层的渗透性较好，则应主要增加裂缝的导流能力；无因次裂缝导流能力是影响复压生生产动态的一项实质性因素。     

致密油藏体积压裂水平井数值模拟及井底流压分析

致密油藏储层渗透率极低,大规模水平井体积压裂已成为其最有效的开发手段。体积压裂明显区别于常规压裂所形成的双翼对称裂缝,可沟通天然裂缝,形成错综复杂的裂缝网络,这使体积压裂井与常规压裂井的数值模拟方法迥异。为对天然裂缝发育储层的体积压裂水平井进行有效的数值模拟,采用了"双重介质+缝网加密"的方法,即将SRV区(体积压裂改造区)建为双渗模型,并对SRV区进行缝网加密,分别模拟人工主缝、二级缝网和天然裂缝。再由试井解释结果预估一组缝网参数,然后通过自动历史拟合进行反演、修正,获得等效缝网。该模型生产预测参数与油田实际生产数据符合程度较高,具有可行性。利用该模型进行了井底流压分析,并划分出了5种流态。     

致密砂岩油藏体积压裂裂缝扩展数值模拟研究

体积压裂是提高致密砂岩油藏产量的关键技术。应用有限元和离散元的混合方法建立了体积压裂扩展模型,对长庆油田长7致密砂岩油藏水平井多簇压裂进行了裂缝扩展模拟研究。结果表明,应力差小于4 MPa时有利于体积裂缝形成高于5 MPa时主要形成平面裂缝;天然裂缝密度仅在较低应力差条件下对体积压裂改造效果影响显著;在应力差为3 MPa时增加射孔簇数、降低簇间距,改造面积增加并不显著,簇间裂缝干扰严重,局部裂缝出现合并现象;应力差为5 MPa时,簇间裂缝干扰相对较弱,增加射孔簇利于沟通天然裂缝,提高体积裂缝发育程度和扩大改造面积。     

致密油藏水平井重复压裂多级选井方法研究

影响水平井重复压裂选井的因素众多且关系复杂,明确影响水平井重复压裂选井的关键因素和优选重复压裂井尤为重要。将灰色关联分析法与模糊聚类方法相结合,建立多层次评价模型,定量计算影响因素的权重系数和储层综合评价因子,通过拐点法确定储层分类的阈值。在此基础之上,提出了理想重复压裂井的概念,巧妙地将体积压裂水平井特有的储层物性参数、初次完井参数和生产动态参数相结合,计算候选井与理想重复压裂井的相对欧氏距离,对水平井重复压裂增产潜力优先级排序和等级划分,形成了重复压裂选井的新方法。研究结果表明：含油砂岩长度对致密油藏水平井体积压裂效果影响最大,其次为压裂簇数和压裂段数,储层改造体积为主控因素;相对欧氏距离越小,越具有重复压裂增产潜力,大幅度提高了重复压裂选井的效率和准确性。该研究对水平井重复压裂优化设计具有重要的指导意义。     

低渗/致密油藏分段压裂水平井渗流特征的物理模拟及数值模拟

为了研究低渗/致密油藏分段压裂水平井的开采机理和渗流规律,通过建造高压仓、密封和改进多通道电阻率测量方法,研发了大型露头岩样高压物理模拟实验系统。通过分段压裂水平井物理模型的岩样筛选、模型的制作和封装、模型抽真空饱和以及有效驱动的物理模拟评价等方法的研究,建立了分段压裂水平井物理模拟实验方法。进一步结合低渗/致密油藏非线性渗流油藏数值模拟软件研究了低渗/致密油藏分段压裂水平井渗流规律。研究结果表明：在相同驱替压差下,分段压裂水平井的压力梯度值要比普通水平井的压力梯度值高,且随着压裂裂缝半缝长的增加,压力梯度值也增加;当水平井水平段长度一定时,储层渗透率越低,分段压裂水平井的最佳分段数越多;当储层渗透率一定时,水平井水平段长度越长,水平井压裂的最佳段数也越多,最佳裂缝半缝长反而呈现减小的趋势;对于低渗/致密油藏分段压裂水平井开采来说,对产量最为敏感的是压裂段数,其次是裂缝半缝长,而裂缝导流能力最为不敏感。     

注水井重复压裂裂缝参数优化数值模拟研究

利用数值模拟方法,结合国内某低渗油田某一区块的地层参数,以产量为目标,建立了带有初次压裂和重复压裂裂缝的三维油水两相油藏数值模型,对反九点井网中多井压裂的注水井重复压裂裂缝参数优化进行了数值模拟研究。研究表明,在反九点井网中,注水井的裂缝长度对提高区块的采出程度和产量均有重要影响,通过参数优化,可以大幅提高注水井的注入量和采油井的产量,但注水井重复压裂时应将水平段及垂直段的缝长比控制在合理的范围内。     

致密油藏CO2吞吐参数优化数值模拟研究

为提高致密油藏压裂后油井开发效果,基于河南油田ZD区块,通过压裂裂缝变导流物理实验确定基质及裂缝的渗透率-应力敏感性关系,应用数值模拟方法,确定致密油藏不同储层CO₂吞吐参数最优值。结果表明：在注入和闷井阶段,CO₂波及范围越来越大,波及范围内原油黏度明显降低,生产阶段CO₂随原油产出,动用范围较大;换油率随CO₂注入量或闷井时间的增加均呈现先上升后降低趋势,与CO₂注入速率呈正相关性,与吞吐周期呈负相关性;储层物性越好,最佳CO₂注入量及注入速度越低,最佳闷井时间越短,吞吐周期越多。在四类储层的ZA4121井开展CO₂吞吐试验,累计增油量为303.4 t,取得较好开发效果,换油率为0.16 t/t。研究成果可为致密油藏压裂后CO₂吞吐相关研究与应用提供参考。     

采油井重复压裂的经济界限研究

采油井（层）进行重复压裂是低、特渗透油田提高增油效益的重要途径。本文应用油藏数值模拟技术研究了重复压裂的经济界限,即合理压裂周期和合理压裂半径。论证了采油井（层）多次进行了重复压裂具有的增油效益。通过对周期性重复压裂井的生产效果。、定期效益和次数效益的分析,确定了合理压裂周期。引入增油半径比和模糊关系矩车处理数值模拟结果,确定了合理压裂半径,评价了油井多次重复压裂及配合放大压差对油田稳产的作用及取     

玉探1井致密油藏超深井压裂工艺

玉探1井是吐哈盆地的一口预探直井,压裂目的层埋深6 056~6 063 m,温度150 ℃,孔隙度为8.42%,渗透率0.495×10?3 μm2,压力系数1.26,最小主应力118~124 MPa,属典型超深、超高温、超高压、致密储层。玉探1井的开发成功将实现台北凹陷勘探的重大突破。该井是吐哈油田目前最深的一口井,压裂增产改造面临施工压力异常高、对压裂液性能要求高、管柱风险大等一系列难题。该井首次压裂前进行小型压裂测试,通过压降测试数据和阶梯降排量分析求取摩阻、渗透率及裂缝延伸压力。首次压裂时,采用150 ℃超高温有机硼延迟交联压裂液、控排量、套管双平衡压力保护、段塞式加砂的方式进行压裂改造,但由于施工时井口压力太高,未完成设计加砂量。重复压裂时,在首次压裂技术的基础上添加了人工遮挡层技术,并采用密度为1.12 g/cm3超高温延迟加重压裂液,使井口压力降低7~9 MPa,顺利完成设计加砂量。玉探1井压裂试验成功,标志着油田压裂技术迈上了“超深、超高温、超高压”三超井压裂的新阶段。     

致密油藏体积压裂水平井开发效果

基于致密油藏储层特征和体积压裂微地震监测资料,通过水电模拟实验研究了不同井型的渗流场特征,利用油藏数值模拟方法从井间压力梯度分布、单井产能及采出程度等方面对不同井型的开发效果进行了评价,论证了体积压裂水平井开发致密油藏的可行性,并首次分析了压裂改造体积大小和储层综合改造因子对体积压裂水平井产能的影响,在此基础上开展了合理井网形式优选。研究表明:体积压裂可以大幅度减小近井区域渗流阻力,体积压裂水平井产能明显高于水平井及常规压裂水平井,动用范围大、采出程度高;水平井井网油水井间驱替压力梯度大,开发效果优于直井—水平井联合井网,但含水上升相对较快;储层压裂改造体积大小和储层综合改造因子与体积压裂水平井产能呈正相关关系,储层压裂改造体积越大,储层综合改造因子越大,产能越高。     

致密油藏多角度裂缝压裂水平井产能计算方法

水平井分段压裂是致密油藏开发的关键技术。由于受复杂的地应力和天然裂缝的影响,人工裂缝通常与井筒呈一定角度,导致压裂水平井产能预测变得十分复杂。基于天然裂缝等效渗透率张量理论,建立考虑全渗透率张量的各向异性稳定渗流数学模型。在该模型的基础上,结合势叠加原理,采用考虑应力敏感的半解析方法,构建基质向人工裂缝流动的离散势函数单元。将裂缝内流体流动处理为离散单元之间的线性流动,将基质与裂缝流动耦合求解,得到考虑天然裂缝下多角度裂缝压裂水平井产能计算方法。实例计算结果表明,由于考虑了天然裂缝和人工裂缝角度的影响,计算结果与实际产量误差小于7%。敏感性分析发现,储层主渗透率方向与人工裂缝的夹角对产能影响较大。     

致密低渗气藏压裂水平井数值模拟

在压裂水平井的数值模拟过程中,应重,最考虑储层的应力敏感和压裂裂缝闭合的影响.首先建立某致密低渗气藏的一口压裂水平井概念地质模型,时气井的开发动态进行历史拟合,通过单井生产历史拟合,确定了储层相关参数,为开发动态预测提供依据.利用该模型,研究了考虑不同应力敏感、不同采气速度情况下,压裂水平井的开发动态,得到相关数据.认为应力敏感对开发动态指标影响很大,需要在开发指标上进行调整来尽量减小其影响.对于存在应力敏感的低渗气藏,气井的初期配产不能太大,可根据产量指标与经济效益结合得到最优采速.另外,致密低渗气藏在进行压裂水平井数值模拟过程中,应考虑裂缝闭合造成的导流能力下降,可减小由此引起的开发动态预测的偏差.     

致密油藏分段压裂水平井注二氧化碳吞吐物理模拟

通过建立大模型多点升温和测量方法与CO₂吞吐回压控制及测量实验方法,研发了大型露头致密岩样分段压裂水平井注CO₂吞吐物理模拟实验系统;通过建立饱和含气模拟油的物理模拟实验方法和大模型抽真空饱和水的物理模拟实验方法,创建了分段压裂水平井注CO₂吞吐物理模拟实验方法。在此基础上,针对中国致密油藏储层特性,进行了致密油藏分段压裂水平井注CO₂吞吐方式的探索研究。研究结果表明:分段压裂水平井注CO₂吞吐物理模拟实验方法能够较好地描述注入CO₂在致密油藏分段压裂水平井吞吐的渗流动态,CO₂吞吐开发方式能够有效地提高致密油藏的动用程度。在模拟的区块中,CO₂吞吐后的最终采出程度要比弹性驱的采出程度高12.5%,该研究成果将对致密油藏的有效开发提供一定技术支持。     

玛湖油田致密砾岩油藏压裂数值模拟研究

为全方位掌握玛湖油田致密砾岩储层条件,减小井间裂缝干扰,实现精准压裂并完成产能预测,采用地质、地应力、压裂耦合的模拟方法,建立三维数值模型.以玛湖致密油藏试验区为例,依据现有地质资料完成单井地应力模型,在此基础上建立准确的三维地应力模型,并加载人工裂缝模型,通过耦合压裂模型,研究区域压裂施工完成后地应力随时间与空间的变...     

边界层对致密油藏逆向渗吸的数值模拟

致密油藏开发过程中一般采用水平井多段体积压裂方法进行开采,近井基质被缝网充分切割,极大的增加了基质与裂缝的接触面积,压裂液或水通过缝网与基质发生逆向渗吸,因此无论压裂过程还是注水吞吐开发过程都不能忽视逆向渗吸作用的影响,另外由于致密储层流动规律不同于普通油藏,这导致致密油藏的逆向渗吸与常规油藏的逆向渗吸作用存在许多不同,为了准确模拟裂缝性致密储层中的渗吸作用,首先采用耗散粒子动力学的方法验证了致密储层微纳米喉道中渗吸过程中边界层的存在并得到渗吸过程中边界层厚度的变化规律,然后利用孔隙网络模型计算考虑边界层的关键渗流参数,主要包括渗透率、毛管力曲线及相渗曲线;并将计算获得的关键渗流参数应用到表征致密储层复杂缝网的数值模拟模型中,模拟结果显示边界层对渗吸作用具有抑制作用,当考虑边界层后储层的渗吸能力大幅度减弱,致密储层的渗吸采收率可能仅为不考率渗吸时的3/8而已,因此应当重视致密储层中边界层的存在,否则可能会高估储层的流动能力。     

致密油藏体积压裂技术应用

体积压裂技术在北美页岩油气藏的开发中取得了显著的效果。对体积压裂的概念和特点进行了总结,从地质和施工工艺两方面分析了体积压裂缝网形成的影响因素,明确了在不同储集层条件下的体积压裂技术施工要点。数值模拟研究表明,体积压裂的单井产能比常规压裂的单井产能要高得多,且其缝网系统可使压力波及更为均匀,开发效果优势非常明显。针对我国致密油藏特征,提出了从致密油藏成藏机理、压前储集层评价、诱导应力场和裂缝起裂机理等3个方面入手的研究思路,这将对我国致密油藏体积压裂技术的发展,具有一定的参考意义。