致密气藏水平井压裂产能预测研究

水平井压后产能准确预测是一项技术难题,前人建立水平井裸眼完井压裂产能预测模型较少,且现有模型在计算裸眼井筒产能时没有考虑裂缝和裸眼井段之间的相互干扰。在前人研究基础上,将任意两条裂缝之间裸眼井段处理为等效裂缝,与人工裂缝做同样的离散化处理,根据复位势理论、势的叠加原理以及数值分析理论,建立了水平井裸眼完井压裂产能预测模型,并考虑了水平井井筒压降,结果更符合实际。该模型计算结果表明,裸眼完井方式下,产能仅在生产初期高于射孔完井产能,裂缝条数、长度及间距组合对产能影响较大,但对于低渗、特低渗油气田来说,裂缝导流能力以及裂缝与水平井筒夹角对产能影响不明显;井筒两端裂缝产量几乎是中间裂缝产量的两倍,建议压裂时裂缝长度以"U"型排列为宜。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

应用位势理论、叠加原理和流体力学的相关原理,建立了考虑裂缝干扰、污染表皮、裂缝非均匀分布、裂缝与井筒有限导流,以及裂缝-井筒汇聚流、裂缝内高速非达西流动的压裂水平井稳态流动数学模型,给出了模型的数值求解方法,并运用模型预测了实际水平井产能,分析了产能的影响因素。结果表明,该模型适用性强,能用于各种复杂情况下的水平井产能预测,预测精度较高;由于裂缝间的干扰作用,各条裂缝产量存在差异,水平井筒两端裂缝产量高,中间裂缝产量低;水平井产能随水平段长度、裂缝半长、裂缝导流能力的增大而增大;裂缝污染表皮对产能影响显著,产能随表皮系数的增加而急剧下降,因此应尽量减少压裂作业对地层的伤害;在相对合理裂缝间距范围内,裂缝分布形式对产能影响不明显;井筒半径对井筒压降有影响,应根据水平井产能的高低,设计合理的井筒半径。     

致密气藏分段压裂水平井产能评价新思路

由于储层物性、投产方式与渗流机理的差异,致密气藏与常规气藏的水平井产能评价存在很大差异,常规气藏水平井产能模型在致密气藏中存在诸多局限性。根据作者对国内外致密气藏分段压裂水平井开发效果的研究,从致密气藏水平井分段压裂的实际出发,提出了压裂水平井产能评价的新思路,即以单压裂段为单元,采用单压裂段压降叠加分析方法和单压裂段产量递减分析方法,合理评价单压裂段产能、最优压裂段数和对应的水平井或气藏产能。通过国内外的两个实例的应用与分析结果证明,该套思路和方法对于致密气藏分段压裂水平井产能评价具有很强的适用性和可操作性。     

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。     

致密气藏中压裂水平井的动态分析

将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合 ,获得了预测压裂水平井产能的简单方法 ;系统地分析了影响水平井产能的主要因素 ,其中包括水平段长度、气层厚度、地层渗透率的各向异性以及人工裂缝的裂缝半长等。研究表明 ,在渗透率低于 0 .1× 10 - 3μm2 的致密气藏中 ,压裂裂缝表现为无限导流裂缝的假设是合理的 ;对于给定的气藏 ,存在最佳的水平段长度 ;裂缝半长对产能具有较大影响 ;水平井压裂适用于气层分布稳定、厚度较小、具有一定垂向渗透率的气藏。     

深部致密气藏水平井的多次水力压裂增产措施

本文扼要介绍了成功地用于一完井总垂直深度（ＴＶＤ）为１５６８７英尺的水平井的压裂增产措施。ＳｏｅｈｌｉｎｇｅｎＺ１０井，位于德国海上的赤底统砂岩中，其增产程度包括压裂多级流量注入测试；利用支撑剂冲蚀来减少井眼周围的限制以及小型压裂数据分析，还包括使用开启的环空来分析增产措施及个性设计。文章提出并讨论了该水平井采用与井眼相垂直的水力压裂增产措施时在设计和实施方面的和经验。     

深层致密气藏水平井压裂的潜能

Ｍｏｂｉｌ Ｅｒｄｇａｓ－Ｅｒｄｏｌ ＧｍｂＨ公司德国西北部极致密的Ｒｏｔｌｉｅｇｅｎｄｅｓ“主力”砂岩层中钻成了世界上最深的水平井，并对它进行水力压裂。该井测量深度１８８６０ｆｔ，包括一个２０６０ｆｔ的水平段和４条水力压裂裂缝。目前稳定产量１８００万ｆｔ＾３／ｄ，４条裂缝４的压约为４３５０ｐｓｉ，累计天然气产量超过２０亿ｆｔ＾３，这项多次压裂技术经济地开采极致密的Ｒｏｌｉｅｇｅｎｄｅｓ“主力”砂     

致密气藏分段多簇压裂水平井产能计算新方法

水平井分段压裂技术可有效改造致密油气藏,压后产能计算方法是一大研究难点。为更加快速有效地计算水平井压后产能,根据等效渗流理论,采用高渗透带表征复杂多簇缝网,利用平板流公式推导等效渗透率及高渗透带宽度的关系式;基于点汇离散法,应用位势理论和势的叠加原理,考虑裂缝间的相互干扰,建立致密气藏分段压裂水平井非稳态产能计算模型;以川西须5段页岩砂岩交互水平井分段多簇压裂为实例进行压后产能预测,半年后期稳产在2. 5×104m3/d左右。日产量模拟结果表明:高渗透带长度对低渗透致密气藏分段多簇压裂水平井产能影响最大,高渗透带条数次之,而高渗透带渗透率和间距对日产量影响相对较小;以累计产量为目标优选出高渗透带渗透率为40μm2,高渗透带半长为80～100 m,高渗透带条数为4条,间距为50 m。     

深层致密气藏高效压裂改造技术研究

针对川西地区须家河组气藏工程地质实际,分析了深层致密气藏压裂改造技术的难点;通过结合川合148井、川合139井压裂改造现场试验情况并系统地剖析该区块在压裂改造中存在的问题。从降低破裂压力、压裂材料的优选、小型压裂测试等方面,提出了深层致密气藏高效压裂关键性技术对策,为深层气藏下一步压裂改造技术攻关提供有益的参考。     

低渗透致密气藏压裂水平井不稳定产能研究

产能评价技术是压裂水平井的关键技术,而对于低渗致密气藏压裂水平井,其渗流机理较为复杂,常规产能监测方法难以描述压裂水平井开发早期产量、压力递减情况,无法客观地预测气井的生产动态.为了对低渗致密气藏压裂水平井产能进行准确评价,从渗流机理出发,并通过将压裂水平井地层渗流数学模型、井筒流动模型、井口节流模型相结合,建立了压裂水平井产量预测模型,采用不稳定产能评价方法,利用生产数据,实现低渗致密气藏压裂水平井产能预测.实例应用表明,常规直井压裂模型计算结果与实际生产数据明显偏差较大,压裂水平井不稳定产能评价方法计算结果更为合理,该方法可用于低渗致密气藏压裂水平井产能评价及其它生产参数的计算.     

基于三维地质建模的复杂断块致密气藏产能预测

气藏地质建模技术主要应用于气藏综合描述,能够定量分析孔隙度、渗透率及含气饱和度等储层物性参数的空间分布规律,而对于如何利用地质建模进行储层产能预测,没有经验可借鉴。为此,文中以小城子气田登娄库组复杂断块致密气藏为例,在气藏地质特征认识的基础上,从测井角度分析影响产能的敏感参数,并拟合产能方程,将地质、测井和试井三者相结合,综合应用含气砂体刻画、变方位角及分断块加权平均等建模方法建立气藏产能模型,实现了产能的综合评价。与实际试气、试采结果对比,该产能预测方法在气藏开发前期和中期具有较好的适用性和推广性。     

低渗致密气藏产能预测方法

与常规气藏相比,低渗致密气藏具有低孔、低渗、含水饱和度高等特点,其产能评价方法与常规气藏有很大不同。影响低渗气井产能的因素主要有启动压力梯度、应力敏感性和滑脱效应。文中针对低渗致密气藏的渗流特点,推导了考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应的气井产能方程,只需对该产能方程两端求极限,即可得到其他形式的产能方程;结合具体实例,对产能测试资料进行分析,结果表明,所推导的低渗致密气藏产能方程及产能测试资料处理方法准确可靠,可广泛应用于低渗致密气藏的产能评价。     

低渗透气藏压裂井产能分析

基于低渗透气藏渗透率随拟压力呈指数函数规律的基础，考虑拟启动压力梯度存在的影响，根据扰动椭圆概念和等价发展矩形思想，研究了垂直裂缝井的产能计算方法，绘制并分析了产能理论曲线。研究结果表明，渗透率模数、拟启动压力梯度以及裂缝的长度均对压裂井产能产生影响。渗透率模数和拟启动压力梯度越大，裂缝越短，气井产能越小。     

致密气储层可压裂性测井评价方法

从致密砂岩脆性指数和断裂韧性2个方面对致密气储层可压裂性测井评价方法进行了研究.总结并对比分析了室内实验测定和利用测井数据计算致密气储层脆性指数的方法,建立了研究区适用性较好的脆性指数预测模型;为克服单纯依赖脆性指数进行可压裂性评价时的不足,应用线弹性断裂理论构建脆性指数和断裂韧性相结合的可压裂性指数.指示了筛选优良可压裂层段的标准:较高的脆性指数和较强的水力压裂造缝能力.从而,具有较高可压裂性指数的地层被认为是可压裂层段,具有较低可压裂性指数的地层被认为是压裂遮挡层.以鄂尔多斯盆地致密砂岩地层S井为例进行致密气储层可压裂性指数建模,形成基于可压裂性指数模型的可压裂性测井评价技术流程.     

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计算方法

致密气藏开发普遍采用多段压裂水平井的开发模式。为了准确评价致密气藏压裂水平井产能并确定气井的合理配产,实现气井高效开发,基于保角变换理论和气水两相渗流理论,同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层有效渗透率的影响,建立了压裂水平井气液两相产能方程。通过实际生产数据验证,结果表明：无因次泄气边界大于0.55时,气井生产压差随配产增加呈下凹型快速增长;相同气井产能条件下,水气比越大气井所需生产压差越大;水平段方向与K_y方向平行时,渗透率各向异性程度K_y/K_x越大,相同产气量时的生产压差越小;水平段与渗透率主值方向的夹角θ < 30°时,相同产气量条件下的气井生产压差几乎不变。因此,从降低压裂水平井储层压力损失的角度来考虑,布井时必须充分考虑渗透率各向异性程度和水平井水平段方向的影响,同时注意控制气井配产和采取必要的控水排水措施,以便达到更好的开发效果。     

气井压裂后稳态产能的计算

应用保角变换原理,将求解带垂直裂缝的气井产量问题转化为简单的单向渗流问题.保角变换方法能将Z平面上特别复杂的渗流问题转化为W平面上相对简单和易于求解的渗流问题.变换后,可用于描述井筒附近较为复杂的流动型态(裂缝内流动和非裂缝区域拟径向流动)对压裂后产能的贡献.变换后假设的缝端封闭边界条件更符合实际.然后再根据微元体流动分析,综合应用物质守衡原理、非达西运动方程和压力耦合原理,导出了裂缝内变质量流动时压力满足的二阶微分方程,进而推导出不同缝长和导流能力(包括无限导流能力和有限导流能力)裂缝井的产能公式.将计算结果与现场某气井压裂后产量相比,两者吻合程度较好.该计算方法简单易行,便于现场应用.     

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。     

考虑时变效应的致密气井产能评价——以延安气田为例

在致密气井的生产过程中，压裂裂缝导流能力、储层流体分布和气水相渗都会不断发生变化，具有时变效应，而传统的产能评价往往忽略了这种效应。针对这一问题，通过建立考虑裂缝导流能力时变效应和储层气水相渗时变效应的渗流数学模型，评价了时变效应对气井产能的影响。研究结果显示：压裂裂缝导流能力的时变效应增加了流体流动阻力，缩短了气井的稳产期；气井生产过程中，除了流体和岩石本身的膨胀能外，气水相渗的时变效应能够减小束缚水饱和度，使得部分束缚水转化为可动水，增大了水相渗透率，减小了气相渗透率，加快气井见水并增大气井产水量，促使气井递减提早出现。延安气田的实际气井生产表明，不考虑时变效应预测的稳产期偏长，预测的产水量远低于实际气井的产水量，时变效应对气井生产的影响不可忽略，结合延安气田开发实际还需进一步研究在立体井网开发模式下考虑时变效应的气井产能模型。