川西地区低渗透气藏水平井完井优化设计技术

水平井完井技术对低渗透致密气藏产能发挥和开采动态的影响很大。通过完井方案优化,可以提高水平井完善程度、延缓边底水锥进、提高开发效果。针对川西地区低渗透致密气藏自然产能低、气水关系复杂、裂缝非均质性强、储层改造难度大等问题,在水平井渗流机理分析、井壁稳定性预测、产能评价等研究的基础上,结合现场试验,对气藏完井方案进行了优化并对施工关键技术进行了深入研究和总结。现场实践表明:①中浅层裂缝不发育的储层,采用衬管完井或者射孔完井,结合压裂改造能获得较好的开采效果;②中深层裂缝孔隙型储层,采用衬管完井结合酸化解堵,能最大限度地发挥裂缝对产能的贡献,川西地区中深层首口水平井新21-1H井衬管完井获得无阻流量203.415×104m3。     

致密气藏气水两相压裂水平井产能计算方法

致密气是目前较具潜力的非常规天然气资源之一,但受其储层低孔、低渗特征,气井产水以及气井调产的影响,以常规不稳定渗流理论以及传统达西渗流规律预测气井产量不再适用。基于致密气藏压裂水平井渗流特点,引入气水同产、储层与裂缝应力敏感效应、储层气体滑脱效应以及裂缝气体紊流效应,分别定义储层与裂缝中气水两相拟压力,建立了致密气藏气水两相稳态产能计算新方法。实例计算与产能影响因素分析表明:利用本文方法计算的无阻流量与产能测试无阻流量误差较小,证明了该方法具有较高的准确性;随着裂缝条数、裂缝半长的增大以及裂缝导流能力的增强,气井无阻流量增大;随着生产水气体积比、储层与裂缝应力敏感指数的增大,气井无阻流量减小;滑脱效应对气井产能影响较小,可忽略不计。该方法为致密气藏压裂水平井流入动态研究以及裂缝参数优化设计提供了理论依据。     

低渗透油藏垂直裂缝井产量递减曲线研究

针对低渗透油藏进行水力压裂后形成的有限导流垂直裂缝,利用质量守恒和椭圆流法建立了考虑启动压力梯度低渗透油藏椭圆流数学模型.应用拉普拉斯变换求得低渗透油藏有限导流垂直裂缝井无因次产量表达式.运用Stefest数值反演分析了影响低渗透油藏有限导流垂直裂缝井产能的诸多因素.结果表明,裂缝表皮和无因次导流能力对垂直裂缝井产能的影响主要集中在生产早、中期.随着生产时间的推移,启动压力梯度对产能的影响越来越明显,压裂低渗透油藏开采后期应该考虑启动压力梯度对产能的影响.     

低渗透油藏压裂井产能分析

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,建立并求解了常流压条件下垂直裂缝井双线性流数学模型,绘制并分析了产能理论曲线.研究表明:表皮系数对压裂井的初期产量影响较大.表皮系数越大,裂缝井初期产量就越低.随生产时间增长,表皮效应的影响逐渐消失.启动压力梯度主要影响压裂井的中后期产能,启动压力越大,产量下降就越快.因此,在进行低渗透油藏垂直裂缝井产能分析时,必须考虑启动压力梯度的影响.     

致密气藏压裂水平井产能分析及压裂优化设计

致密气藏储集层渗透率低,孔喉细小,储集层流动条件极差。基于应力敏感性对致密储集层渗透率的影响,建立了致密气藏水平井压裂渗流模型,得到考虑井筒储集效应的无因次压力拉普拉斯空间半解析解。在验证模型正确性的基础上,绘制水平井分段压裂产能变化曲线,对产能影响因素进行分析并设计正交试验,以确定主控因素。研究结果表明：压裂参数中裂缝间改造区域渗透率对产能影响最大,裂缝长度次之,裂缝条数最小。基于该模型对胜利油田某致密气藏储集层压裂进行了优化设计,实例计算结果表明,研究区块在裂缝半长为140 m,裂缝密度为6条/km时,尽量增大裂缝间改造区域渗透率可以获得最佳产量。研究结果对致密气藏水平井压裂设计具有一定的指导意义。     

低渗透气藏压裂井不稳定产能分析

低渗透气藏中大多数气井自然产能较低,需要实施压裂改造措施后才可获得经济开发.同时,这类储层中往往具有较高的束缚水饱和度,气体渗流时一般不遵循达两定律,而是存在启动压力梯度影响的低速非达西渗流.为此,建立并求解了低渗透气藏考虑启动压力梯度影响的有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型,绘制并分析了不稳定产能典型曲线.分析结果表明:随着生产时间增长,启动压力梯度对气井产量影响显著,启动压力梯度越大,气井的产量下降就越快.裂缝导流能力和表皮效应均对压裂气井初期产能影响显著.导流能力越大,压裂气井的产量就越高.随着裂缝导流能力的增加,气井的增产幅度不断降低.表皮效应越严重,裂缝气井的产量就越低.这对深入认识低渗透气藏有限导流垂直裂缝井的生产动态具有重要意义.     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

水平井分段压裂是低渗致密气藏增产改造的关键手段,压裂水平井的产能预测和影响因素分析对气藏的高效开发具有重要指导意义。基于气体流动中的压降分析,通过对地层段、裂缝段、射孔孔眼段和井筒段的压降进行耦合,综合考虑裂缝应力敏感性、孔眼周围气体汇聚效应和井斜角的影响,建立了压裂水平井产能预测新模型,并分析了速度系数、井斜角、应力敏感系数等因素对产能的影响。实例计算表明新模型预测精度较高,便于工程应用。垂直裂缝产量沿井筒呈中部低、端部高的"倒钟形"分布,且跟端方向裂缝产量略高于趾端方向。随速度系数减小,气井产量先增加后稳定不变,增加幅度随裂缝条数增加而加大;气井产量随井斜角增加而增加,且增加幅度随水平段长度增加而加大;生产后期,裂缝应力敏感会显著降低气井产量,应力敏感系数越大,产量越低。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

压裂水平井是有效开发低渗致密气藏和页岩气藏的主要手段,压裂水平井产能是决定非常规气藏开发成败的关键技术指标.但目前能够经济、快速地获得低渗致密气藏压裂水平井产能的方法很少.基于此,采用理想模型与数值模拟相结合的方式,得出了一种能快速评价低渗致密气藏压裂水平井产能的新方法.根据我国低渗透致密气藏的地质特点,建立了单井数值模拟模型.设计了8组16次正交试验,并对其进行了修正等时试井数值模拟.模拟结果表明,储层渗透率和储层有效厚度是影响气井产能的2个主要因素,并建立了不同裂缝条数的压裂水平井的二项式产能方程系数A和B与地层系数的经验关系.通过实例验证,该方法具有计算简单、适用性强、结果可靠的特点,能够节省大量时间和成本,适合现场快速评价应用.     

低压致密气藏气井产能潜力的识别技术研究

四川盆地川南、川中过渡带荷包场-界石场地区的须家河组砂岩储层是一套典型的低压致密储集层。由于储层具有低压、低渗、高束缚水饱和度的特点，其渗流机理不同于常规储层。气井在低渗、低压力系数的储层开发过程中表现为低自然产能，有些井受到钻井污染，基本没有产量。通常水力加砂压裂是经济高效开发此类气藏的必要手段，但由于常规低渗透储层试井方法及油气测试手段对低产甚至无产量气井的测试、评价受到限制，使得压裂前储层物性和气井产能无法确定，无法对气井压裂效果做出客观正确地评价。为此，基于脉冲试井不稳定渗流原理，开展了低压致密气藏气井微型注入测试技术研究，提出了确定低压致密气藏储层物性和气井产能识别的新方法。应用该方法可以准确评估低渗致密气藏储层渗流物性，确定气井生产潜力，并为低丰度、低压渗致密气藏储层效益开发提供了理论依据。     

致密油水平井多级压裂后产能影响因素分析

水平井多级压裂是低渗透致密储层提高产能和解决储量动用难等问题的重要技术措施,广泛应用于油气田勘探开发等领域。如何优化设置水平井多段裂缝,将决定压裂工具和工艺的选择,最终影响到压裂效果。以矩形边界油藏内压裂水平井为对象,在不同压裂裂缝形态的基础上,建立描述油藏与裂缝关系的物理模型和数学模型,并对其进行差分求解、编程。应用该模型对X井压后产能进行预测,预测产能与本井实际产能相吻合,证实建立的数值模拟模型可行。应用数模方法对影响水平井压后产能的地质和工程因素进行分析,研究储层渗透率、压裂段数、井底流压、裂缝半长和簇间距等因素对压后产能的影响,优化了水平井压裂的裂缝形态参数,从而更好地指导水平井压裂设计的编制,提高压裂水平井的施工效果和成功率。     

致密油藏水力压裂复杂缝网单井产能预测

致密油藏压裂裂缝的非线性扩展特征具有统计自相似性,可以采用类分形分叉树状网络来表征压裂复杂裂缝网络系统。基于流体扩散理论和压降叠加原理,采用半解析方法建立了相应的油藏渗流和裂缝渗流数学模型,通过迭代求解,对压裂井的不稳定产能进行预测,并分析了产能影响因素：基质渗透率越小,分支缝产量贡献比越大;生产初期,分支缝产量贡献较小,拟稳态阶段,分支缝产量占总产量比例迅速增加,稳产时间延长;裂缝系统越复杂,有效裂缝接触面积越大,产量越高;分支缝导流能力越大,产量越高;复杂缝网和分支缝导流能力的提高,有利于致密油藏压裂井的高产、稳产。     

水平井体积压裂技术研究与应用

水平井体积压裂技术是有效开发低渗致密油气藏的关键技术。在深层及超深层碳酸盐岩油藏、致密砂岩油气藏和页岩气等领域,持续开展了裂缝与起裂扩展规律描述方法、裂缝参数优化方法、射孔工艺参数优化、多尺度压裂工艺参数优化方法、分段压裂工具、低伤害压裂酸化工作液体系、压后同步破胶及返排优化、体积裂缝诊断及效果评估方法等研究工作。在调研水平井体积压裂技术研究与现场应用最新进展的基础上,形成了以压前储层综合评价、油藏数值模拟、体积压裂优化设计方法、高效压裂液酸液体系、分段压裂工具/裂缝监测与诊断、压后返排优化控制等为主要内容的储层改造技术链,经华北鄂尔多斯致密砂岩气藏、新疆塔河超深层油藏及四川盆地深层页岩气等试验及推广,效果显著,极大地提高了裂缝的有效改造体积和勘探开发效果。对国内类似油气藏的压裂改造和增储上产均具有重要的借鉴和指导意义。     

基于三线性流模型的致密/页岩油藏水平井统一压裂设计研究

为了优化设计致密/页岩油藏水力裂缝参数,针对传统拟稳态设计方法的局限性,开展统一压裂设计与三线性流模型的结合,得到水力裂缝参数与全流态产能的对应关系.以长庆油田长-7段一口压裂水平井为例,研究得到其最优的裂缝半长为150 m,对应的无因次导流能力为1.84,单缝10年最大累产量为4 015 t.进一步分析可知,给定支撑...     

考虑解吸扩散的页岩气藏气水两相压裂数值模拟

水力压裂是实现页岩储层有效开发的重要技术手段,而准确预测页岩气藏压裂井产量是保证页岩气高效开发的基础。以油气藏数值模拟和数值计算方法为工具,在考虑页岩基质块解吸扩散和窜流条件下,建立了页岩气藏气水两相压裂渗流数学模型,推导了数值计算模型,并研制了页岩气藏压裂产能模拟器,定量分析了裂缝参数、物性参数和解吸扩散参数对页岩气压裂井产量的影响。研究表明：水力压裂能有效提高单井产量,是页岩气藏高效开发的有效措施;压裂裂缝导流能力和天然裂缝渗透率是页岩气开采的主控因素,日产气量和日产水量随压裂裂缝导流能力和天然裂缝渗透率增加而增加;基质渗透率和扩散系数对产量的影响相对较小。     

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。     

低渗致密油藏水平井缝网压裂裂缝参数优化

水平井缝网压裂在提高低渗致密油藏水平井产能、延长稳产时间方面发挥了重要作用。目前,针对低渗致密油藏缝网压裂裂缝参数优化的研究还很少,且普遍没有考虑储层的低渗特点。为此,文中考虑了启动压力梯度和井筒摩阻的影响,采用Eclipse数值模拟工具,建立了缝网压裂的模型;并运用正交试验设计优化思路,以黄陵长6浅层低渗透致密储层为基础,开展了水平井缝网压裂裂缝参数优化研究;分析了缝网特征对缝网压裂改造效果的影响,为缝网压裂裂缝参数优化提供了一套完整思路。黄陵地区现场应用了11口井,均取得了良好效果,为低渗致密油藏水平井缝网压裂设计提供了有效指导。     

致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验

致密火山岩储层天然裂缝发育差,低孔、低渗、致密、非均质性强,需要应用水平井大规模分段压裂工艺实现有效开发。随着储层物性变差,可缩小压裂裂缝间距保持单井产量;为明确最优改造裂缝间距与施工规模,基于储层孔渗特征、相渗特征、流动特征的认识以及不同裂缝间距压裂产生的干扰,确定致密火山岩储层最优改造裂缝间距。应用压裂后分段产气监测,认识分段产量与改造规模关系,明确致密火山岩储层最优改造规模,有效指导压裂方案优化,提高设计针对性与开发效益。     

致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型

水平井体积压裂是实现致密油藏有效开发的关键工程技术手段,对致密油藏体积压裂水平井产能的准确模拟计算为体积压裂参数优化设计和压后生产动态预测提供了参考。基于致密油藏体积压裂水平井生产过程中油藏的实际流动形态特征,将水平井划分三线性流区域,结合Warren-Root模型,考虑储集层启动压力梯度和天然裂缝的影响,建立了致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型。结合现场生产数据验证了模型可靠性,并对产能影响因素进行了分析。结果表明:压后总体产量受到延伸主裂缝的条数、半长和导流能力的影响;启动压力梯度及改造区的弹性储容比和窜流系数对压后中后期产量影响大;未改造区窜流系数和弹性储容比影响后期产量的递减速度。该研究对深化认识致密油藏体积压裂水平井流动规律,完善致密油藏体积压裂渗流理论,提升致密油体积压裂优化设计都具有重要理论意义和实际价值。     

混合压裂在苏里格致密气藏水平井的应用

苏里格致密砂岩气资源量巨大,压裂水平井是重要的开采手段之一。常规水力压裂形成的高导流短裂缝对于致密砂岩储层或低渗砂岩储层Ⅲ,Ⅳ类井增产效果较差,另外,高黏度交联冻胶压裂液对储层伤害较大。通过借鉴混合压裂工艺在国外致密气田的成功案例,结合苏里格致密砂岩气藏的地质特征,使用StimPlan软件模拟常规压裂和混合压裂裂缝形态,并借助井下微地震监测结果,分析了2种压裂工艺井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。最后,通过苏里格东区致密气藏60余口水平井的试气和生产产量对比,得知混合压裂比常规压裂增产效果明显,且降低了施工成本。混合压裂工艺由于"低伤害、控缝高、造缝长、低成本"等特点,是苏里格致密砂岩气藏开发中的有效增产手段之一。