水力压裂油井产能计算模型

利用油藏渗流理论，基于裂缝为有限导流能力，建立了水力压裂油井产能计算模型及其求解方法，并编制软件计算分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明，当裂缝半缝长一定时，裂缝的导流能力对油井IPR曲线的影响较小；而当裂缝的导流能力一定时，裂缝半缝长对油井IPR曲线的影响明显，提高裂缝半缝长能显著增加油井的产量；对于一定的裂缝半缝长，存在最佳的裂缝导流能力。     

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。     

低渗透油藏五点井网压裂产能计算及其影响因素

低渗透油藏压裂开发产能影响因素研究对经济有效地动用低渗透储量具有重要的理论和实际的指导意义.以低渗透油藏压裂开发的非线性流动特征和物理概念为基础,建立了反映低渗透油藏五点井网压裂过程的物理模型,推导出考虑启动压力梯度的产能公式.通过实例计算,研究了裂缝长度、裂缝角度、导流能力和启动压力梯度等因素对压裂产能的影响.结果表明,裂缝半长越长产能越高,当裂缝半长大于60m时,对产能的影响较小;裂缝的导流能力越大产能越高,但是当裂缝导流能力超过60μm2·cm时,产能增加不明显;压裂裂缝角度小于30°时效果较好,裂缝角度继续增加,则产能下降明显;启动压力梯度越大,产能越小.因此压裂井在投产时,应合理优选压裂缝半长、裂缝角度和导流能力.     

低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能模型

针对水力压裂后油井形成的垂直裂缝中不同位置导流能力不同的特点,根据压裂后流体渗流规律 的变化,推导出考虑启动压力梯度影响的低渗透油藏变导流垂直裂缝井产能预测模型,并分析研究了各 因素对产能的影响。研究结果表明：裂缝导流能力衰减系数对油井产量的影响程度随生产压差的增大而 增强,随裂缝长度的增加而减弱;当裂缝导流能力较小时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越大,油 井产量越低,反之,裂缝长度越短,裂缝导流能力衰减系数越小,油井产量越高。     

压裂水平缝油井产能数值模拟研究

为了预测低渗透油藏中的压裂水平缝油井产能,建立了一套完善的二维单相油藏线性渗流数学模型,同时采用有限差分法对数学模型求解,把数学偏微分方程离散化,然后对该方程求解,实现对压裂油井生产动态模拟,并编制相应的模拟程序,分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明,当裂缝半长一定时,裂缝的渗透率对油井的累计产能影响较大,在产油天数一定的情况下,裂缝长度的大小对累计产液量的影响不是很大,此结果对压裂增产方案优化设计及选择具有一定的指导作用。     

压裂水平缝油井产能数值模拟研究

为了预测低渗透油藏中的压裂水平缝油井产能，建立了一套完善的二维单相油藏线性渗流数学模型，同时采用有限差分法对数学模型求解，把数学偏微分方程离散化，然后对该方程求解，实现对压裂油井生产动态模拟，并编制相应的模拟程序，分析了低渗透油藏水力裂缝参数对油井产能的影响。结果表明，当裂缝半长一定时，裂缝的渗透率对油井的累计产能影响较大，在产油天数一定的情况下，裂缝长度的大小对累计产液量的影响不是很大，此结果对压裂增产方案优化设计及选择具有一定的指导作用。     

低渗透煤层气产能影响因素评价

采用数值模拟方法,从煤层气的流动机理入手,利用 Langmuir 等温吸附方程描述煤层气从煤表面的解吸过程,用Fick定律描述煤层气在煤基质和微孔隙中的扩散,综合考虑了煤层气的解吸、扩散和渗流3个过程,建立了煤层气储层数学模型,推导数值模型并进行了模拟计算。计算结果表明:裂缝半长越长产能越高,当裂缝半长增加100m后,裂缝半长对产能的影响较小;裂缝的导流能力越大产能越高,当裂缝导流能力超过20μm²·cm后,产能增加不明显;分子扩散系数对产能影响较小,而割理的渗透率对产能影响较大;对于不同的煤层气井在投产时,应合理优选压裂缝半长和导流能力。     

基于偏心井反演理论的压裂水平井产能计算方法

基于垂直裂缝稳态渗流等效井径模型、圆形供给边界偏心井反演理论和压降叠加原理,建立了考虑油藏及裂缝渗流的耦合模型,推导了圆形供给边界压裂水平井产能计算新公式,分析了裂缝半长、裂缝条数、裂缝导流能力、裂缝布缝方式对压裂水平井产能的影响。结果表明:压裂水平井裂缝产量是非均匀的,具有边部裂缝产量高,中间裂缝产量低的特点;压裂水平井裂缝存在最优条数,当裂缝条数大于最优条数,水平井产量增加缓慢;裂缝半长增加,水平井产量增加,其中边部裂缝产量增加最显著,中间裂缝产量略有增加;裂缝无因次导流能力增加,水平井产量增加,且很快趋于平稳,在压裂设计中,应避免裂缝导流能力小于曲线的拐点值,引起压裂水平井产能快速下降。最后,通过分析4种布缝方式发现,压裂水平井宜采用交错布缝,同时延长边部裂缝的缝长,适当减小中间裂缝缝长,降低裂缝间的干扰,提高水平井产量。     

考虑启动压力梯度的特低渗透油藏压裂水平井产能预测模型

针对特低渗透油藏存在启动压力梯度的问题,在考虑压裂水平井裂缝半长、导流能力、间距等因素的基础上,建立了裂缝变质量入流与油藏非达西渗流的耦合模型,分析了不同启动压力梯度下裂缝参数对产能的影响.结果表明:启动压力梯度较大的油藏,应选择压裂更多条裂缝;水平井长度和裂缝条数一定时,可适当增加内部裂缝间距;裂缝总半长一定时,为减小缝间干扰,压裂时应尽可能增加外部裂缝半长.研究结果为特低渗透油藏压裂水平井设计提供了重要方法依据.     

乌里雅斯太油田太27断块整体压裂数值模拟

乌里雅斯太油田太27断块属于典型的低渗透油藏,经过压裂改造后才具有一定的生产能力。为了优化太27断块的整体压裂参数,在考虑启动压力梯度的非达西渗流模型和整体压裂数学模型的基础上,采用数值模拟对生产井进行了历史拟合以验证模型的可靠性,并对乌里雅斯太油田太27断块反九点井网进行了整体压裂优化设计,分析了不同裂缝缝长比和导流能力对油井产能的影响。同时采用正交设计方法,设计了不同裂缝参数组合下的开发方案并进行优化。模拟结果表明,适合太27断块的裂缝参数为水井半缝长44 m,水井导流能力10 D·cm,边井缝长比0.3（半缝长66 m）,角井缝长比0.45（半缝长99 m）,角井导流能力为20 D·cm。在给定的井网条件下,裂缝缝长和导流能力存在最优值且并非越大越好,为其他低渗油藏区块整体压裂方案的设计提供技术参考。     

考虑人工裂缝的单井数值模拟技术的应用

常规数值模拟网格技术在描述经过压裂增产的油气井时存在不足，很少考虑裂缝的几何形态以及裂缝导流能力对油气井生产动态的影响。考虑人工裂缝的单井数值模拟网格技术（PEBI）可以更加准确地评价压裂增产油气井单井控制储量、单井控制泄流半径，预测油井的生产动态以及对裂缝效果进行敏感性分析。文章结合试井分析，确定了裂缝几何尺寸和裂缝导流能力，对低渗油田某井建立了数值模拟模型。在较高的历史拟合精度上，对油井进行了动态预测，同时分析了裂缝半长和裂缝导流能力对油井生产动态指标的敏感性。结果表明该井单井控制泄流半径约为400 m，单井控制原油储量41.9×10⁴t。增加裂缝半长会增加累积产油量，但是随着裂缝半长的增加，累积产油量的增加幅度就越来越小。增加裂缝渗透率能较大地提高原油的稳产年限和累积产油量，当裂缝渗透率达到5 μm^２后，增加裂缝渗透率对油井生产动态指标的改善不明显。     

超低渗透油藏老井宽带体积压裂缝网参数优化

超低渗透油藏具有储层致密、天然裂缝发育等特征,难以建立有效的注采驱替系统,为提高单井产量,通常采用常规重复压裂,但常规重复压裂仅能增加裂缝长度,提高裂缝导流能力,而不能有效增加裂缝带宽,扩大裂缝侧向波及范围。提出了宽带体积压裂技术理念,即通过在原人工裂缝侧向开启次生裂缝或沟通天然裂缝,增加裂缝带宽,对宽带体积压裂裂缝的合理带宽进行了优化,建立了合理裂缝带宽计算方法,在此基础上采用正交试验方法对主、次裂缝的导流能力,裂缝半长等其他缝网参数进行了优化设计。结果表明:以超低渗透油藏某一井组为例,重复压裂合理裂缝带宽范围为13~46 m,其中G127-160井缝网参数最优方案为主裂缝导流能力0.15 μm2 · cm,裂缝半长140 m,裂缝带宽50 m,次裂缝导流能力0.04 μm2 · cm,在此方案下模拟的重复压裂可控制含水上升速度,显著提高措施累计产油量。该研究为挖潜超低渗透油藏老井裂缝侧向剩余油提供了技术思路。     

低渗透双重介质油藏垂直裂缝井压力动态分析

低渗透双重介质地层压裂后会形成有限导流垂直裂缝井。结合沃伦-鲁特模型,利用质量守恒定律和椭圆流法,建立了低渗透双重介质油藏椭圆流数学模型,求得了在拉普拉斯空间井底压力表达式,并对影响井底压力动态的主要因素进行了分析。结果表明:启动压力梯度对低渗透垂直裂缝井试井曲线影响显著,无因次压力及其导数曲线后期呈上升趋势。且随启动压力梯度的增大,压力及其导数曲线抬升越高,上升得也越早。并对一口低渗透油藏垂直裂缝井进行了实例解释。     

Productivity analysis of horizontal wells intercepted by multiple finite-conductivity fractures

Horizontal wells in the anisotropic reservoirs can be stimulated by hydraulic fracturing in order to create multiple finite-conductivity vertical fractures. Several methods for evaluating the productivity of the horizontal wells have been presented in the literature. With such methods, however, it is still difficult to obtain an accurate result. This paper firstly presents the dimensionless conductivity theory of vertical fractures. Then models for calculating the equivalent wellbore radius and the skin factor due to flow convergence to the well bore are proposed after analyzing the steady-state flow in porous reservoirs. By applying the superposition principle to the pressure drop, a new method for evaluating the productivity of horizontal wells intercepted by multiple finite-conductivity fractures is developed. The influence of fracture conductivity and fracture half length on the horizontal well productivity is quantitatively analyzed with a synthetic case. Optimum fracture number and fracture space are further discussed in this study. The results prove that the method outlined here should be useful to design optimum fracturing of horizontal wells.     

水力压裂裂缝的延伸与储层的连续性

本文以马岭油田为例研究了压裂裂缝延伸长度的设计方法,当已知压裂层的厚度时,按压裂裂缝长度应保持在透镜体含油范围之内的原则,以透镜体宽度来设计裂缝延伸长度和压裂规模.压裂后的裂缝延伸长度,用典型曲线拟合方法对马岭油田南试验区六口压裂井的压力恢复资料进行了计算,它们的裂缝延伸长度(单翼)17～66.5米,一般均在含油透镜体之内,因此,压裂效果随裂缝长度(压裂规模)的增大而明显地提高.     

体积压裂水平井三线性流模型与布缝策略

低渗透致密储层进行大规模压裂改造在地层中形成多条裂缝及复杂裂缝网络是获得经济产能的主要手段,通过有效的方法对压裂水平井裂缝分布评价、压裂改造体积及压裂后产能预测对压裂施工效果分析具有重要意义。为此,在充分结合致密油储层特点和压裂改造设计思路的基础上,针对压裂措施后形成的分级多簇的裂缝排布及裂缝有限导流渗流特征,建立了水平井体积压裂三线性流数学模型,应用Laplace变换,求得定产条件下封闭边界单条裂缝的拉氏空间解;通过Stehfest数值反演及多裂缝叠加原理,得到了体积压裂水平井井底压力和产量的表达式;同时,结合美国巴肯致密油储层生产特征参数对模型的正确性进行了验证。对产能影响因素研究结果表明,裂缝排布方式对储层改造体积影响较大,级簇比越大累积产油量越高;增加裂缝条数可以有效提高储层动用效率,在进行水平井体积压裂措施设计时应充分考虑裂缝级数或簇数增加导致产量下降问题。研究结果对致密油储层水平井体积压裂设计及产能评价具有重要意义。     

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章利用叠加积分方法，先给出了在封闭油气藏中存在有限导流垂直裂缝的生产井井底压力分布公式，再根据Duhamel原理，计算出垂直裂缝井的弹性产量数据，用不稳态方法预测了单一的、存在有限导流垂直裂缝的气井产量，并利用Stehfest数值反演方法计算得出气井产量递减曲线、累计产量-产量关系曲线，定量讨论了裂缝导流能力、裂缝壁面表皮对气井产量、累计产量的影响，随后举例说明了其应用方法。研究表明，无量绸导流能力、裂缝壁面表皮对产量的影响主要集中在早、中期，当达到晚期拟稳态阶段后，对产量的影响是比较小的。另外，影响水力压裂垂直裂缝井产量的主要因素除了裂缝长度外，还有裂缝的无量纲导流能力，可能有这样的情形，低导流能力的长裂缝和高导流能力的短裂缝等效，从某种程度上说，裂缝的导流能力作用比裂缝缝长更加重要。     

深层压裂气井的动态产能评价

气井产能评价采用多点稳定流动测试方法，需要较长的稳定流动测试时间，而且经常由于地质条件等原因而得不到正确的能成线性关系的数据。瞬时IPR曲线能大大地缩短测试时间且结果准确，但只考虑了均质无限大地层，且气藏为均匀介质、各向同性、圆形封闭的非裂缝气藏。为解决以上缺陷，扩展了瞬时IPR曲线的应用领域，针对深层水力压裂气井，采用有限导流垂直裂缝渗流模型，对地层中气体渗流采用拟压力方程，并考虑气体湍流效应及裂缝井的表皮因子，通过对Fredholm积分方程的数值求解得到井底压力和流量关系，从而生成有限导流垂直裂缝井的瞬时IPR曲线和瞬时AOF曲线，并对气井产能进行了更加准确地预测。实例表明，提出的扩展瞬时IPR曲线能够对有限导流垂直裂缝井进行产能评价，既能够应用于不稳定有限导流垂直裂缝井，也适用于其他的试井模型。     

气井动态产能预测方法研究

根据不稳定气井试井原理,采用Laplace变换及反变换方法得到了不同生产时间及不同地层压力下的气井流入动态曲线(IPR).对无限大地层,时间不同,气井的IPR曲线不同;地层压力不同,气井的IPR曲线不同.并进行了矿场实例验证,分析了流入动态曲线的功用,不仅可以得到一定井底流压条件下的气体产量变化关系,同时还可得到一定产量条件下的气井井底压力变化关系.