一个预测多裂缝压裂水平井产能的新数学模型

在低渗透油气藏中,沿最小水平主应力方向上钻水平井,可以产生多条横向人工裂缝以提高油气井产能.影响多裂缝压裂水平井产能的主要因素因油藏和裂缝性质,以及井眼轨迹而异.目前尚无一个简单而准确的数学模型来评价和优化这类井的产能,而这正是油藏工程师所迫切需要的.在研究多裂缝压裂油气井现有的分析模型后发现,这些模型描述油井的性能在精度上达不到要求.本文提出了一个简单的分析模型可以更好地描述多裂缝压裂水平井的产能.新模型与储层非裂缝区的径向流、裂缝区流向裂缝的线性流、裂缝中的线性流,以及裂缝中流向水平井井眼的径向流相耦合.该模型可以模拟储层裂缝性区域中任意形状储层截面流体的拟稳定流动状态.在两个实例的研究中发现,新模型所给出的产量与实际产量之间的误差小于5%.本文给油藏工程师们提供了一个简单准确的工具来预测、评价和优化多裂缝压裂水平油气井的产能.     

压裂水平井直井联合开发裂缝参数优化

根据大庆低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发的实际情况,采用新的势能理论,推导了多种井组条件下人工裂缝参数计算公式,编制了相应的程序,进行了低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发时压裂裂缝参数的优化;计算中考虑了人工裂缝的分布、裂缝数量、裂缝长度、裂缝方位的影响,还考虑了非达西渗流的影响.现场应用表明,由计算得出的方案为压裂水平井设计提供了有效的指导作用,在大庆低渗透薄互层压裂水平井直井联合开发试验中取得了较好的效果.     

特低渗透油藏油井压裂裂缝参数优化

油井压裂开发是目前提高特低渗透油藏开发效果的有效手段。为了充分发挥水力裂缝的作用,裂缝参数必须设计得合理。以某特低渗透油藏为例,采用矩形网格剖分与PEBI网格剖分相结合的方法模拟水力裂缝,在300 m反九点井网条件下,运用油藏数值模拟方法对裂缝方位、导流能力及裂缝穿透比进行了优化,并采用正交试验法分析了裂缝参数对特低渗透油藏开发动态的影响规律。结果表明:压裂裂缝方位应考虑井网形式与最大主应力方向;裂缝的导流能力和穿透比不是越大越好,而是存在一个最佳值;在文中特低渗透油藏条件下,裂缝方位是影响采出程度的主要参数,其余依次为裂缝的导流能力和穿透比;裂缝导流能力是影响含水率的主要参数,其余依次为裂缝的方位和穿透比。      

苏里格气田水平井压裂裂缝参数优化

近年来水平井压裂作为提高低渗气藏产量及采收率的重要手段在苏里格气田得到推广应用,利用建立的压裂水平井产能数值模型计算分析了裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距、裂缝平面与水平井筒夹角对压裂水平井产量的影响,并绘制了各因素与产量的关系图版,依据多因素正交试验分析方法得出影响压裂水平井产能的主要因素依次是裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、夹角以及裂缝导流能力,最后依据提出的综合优化思路优化了苏里格气田水平井压裂合理的裂缝参数。     

压裂水平井增产因素分析与裂缝参数优化

压裂水平井是提高低渗透油气藏单井产能的重要方法,而裂缝半长、裂缝条数、裂缝与水平井筒的夹角等裂缝参数影响压裂水平井的产能.围绕压裂水平井的压力场分布特征、裂缝间干扰特征,分析了影响压裂水平井产能的增产动力因素和增产阻力因素,提出了压裂水平井裂缝参数的优化次序和优化原则.在此基础上,以产能为目标对压裂水平井的裂缝半长、裂缝条数、裂缝与水平井筒的夹角进行了优化研究.结果表明:在进行油气藏储层改造的过程中,应尽可能选择较大的压裂规模;裂缝半长较小时应采用5-6条裂缝进行生产,裂缝半长较大时应采用3-4条裂缝进行生产;选择水平井的方向应充分考虑主应力方向,尽可能保证裂缝与水平井筒的夹角不小于75 °;还应充分考虑裂缝分布的影响,“哑铃形”裂缝分布优于“纺锤形”裂缝分布.     

水平井缝网压裂裂缝间距的优化

为了让致密油气藏分段压裂时形成的水力裂缝和天然裂缝相沟通,形成复杂缝网,提高水力压裂增产效果,采用数值模拟方法研究了水平井缝网压裂的缝间距优化问题。建立了均质、各向同性储层内二维水力裂缝的诱导应力差模型;根据裂缝转向机理,推导出了缝间最大诱导应力公式,确定了最优间距。结合现场数据,计算了泊松比为0.2~0.5、缝间距为40~90 m时的缝间诱导应力。计算结果表明:地层的泊松比越小,裂缝的诱导应力差越大,诱导应力的传播距离越远;随着与裂缝距离的增加,诱导应力差呈现先增大后减小的趋势;当2条裂缝之间的距离为最优间距时,缝间的诱导应力差最大。研究表明,优化裂缝之间的缝间距,可以使裂缝之间的诱导应力差达到最大值,形成复杂的裂缝网格,提高油气与井筒之间的连通性。研究结果为低渗透油气藏缝网压裂时的裂缝优化设计提供了参考。      

裂缝参数对水平井压裂产能的影响

选择一种便于常规应用的水平井压裂产能公式，设定一组具有一定代表性且范围较宽的裂缝参数进行计算和分析，以便对各参数的作用和特点有较具体和明确认识。     

压裂水平井裂缝布局研究

针对低渗透油藏压裂水平井裂缝参数难确定的问题,为了研究裂缝对于水平井生产效果的影响,在某低渗透油藏概念模型的基础上,运用数值模拟方法对裂缝间距、裂缝长度布局和裂缝与井筒夹角等参数进行研究。结果表明,针对某一特定油藏,存在裂缝间距最优情况,裂缝U型布局是最优的,特别对于低渗透油藏,两端裂缝贡献尤为明显,裂缝与井筒正交时效果最好,夹角大于50°时,对生产效果影响较小。实际油藏应根据不同的油藏参数来考虑优化各裂缝参数。     

基于遗传算法的低渗透气藏水平井压裂参数优化

采用传统的正交设计方法对低渗透气藏水平井压裂进行优化设计，难以涵盖整个最优解搜索空间，优化对象数目的增加也会导致方案数量大幅增加。为了突破这一限制，基于遗传算法建立了新的水平井压裂智能优化设计方法，并编程实现了优化设计的全程自动化。计算结果表明：遗传算法在优化过程中不需要人为干预，大大降低了工作量，采用二进制编码形式替代水平井参数和裂缝参数极大地拓展了最优解搜索空间，算法复杂程度受优化对象数目的影响较小。与传统方法相比，该方法具有很大的优越性和实用价值，值得推广。     

压裂水平井水平段长度及裂缝参数优化

渤海低渗透油藏储量规模较大,暂未有效动用,压裂水平井是未来渤海低渗透油田实现增产的主要手段,亟待开展技术攻关.压裂水平井渗流机理复杂,裂缝间相互干扰,通过分析储层渗流过程,基于复位势理论和势叠加原理,推导了压裂水平井多条裂缝相互干扰的产能预测模型,并给出了求解方法,在此基础上,开展了渤海目标低渗油田水平井水平段长度及裂...     

页岩油藏压裂水平井压–闷–采参数优化研究

目前在页岩油藏的多段压裂水平井压–闷–采过程中,缺乏系统完善的水平井压裂参数优化方法,为此,基于动态反演理论,建立了压裂参数优化方法.首先,根据页岩油藏压裂后形成的复杂缝网,采用数值理论和离散裂缝方法,建立了考虑页岩油储层特征和复杂天然裂缝的多段压裂水平井数值模型(EDFM-NM),得到了含离散天然裂缝的油藏压力解及多...     

基于PEBI网格的水平井裂缝参数优化

低渗油藏往往采用水平井压裂的方法来提高油层产能,由于地质条件复杂及多形态的断层发育,使得水平井压裂裂缝参数对压裂效果起着决定性的作用,而常规模拟水平井压裂的方法不能很好地描述裂缝形态。为了提高模拟水平井压裂裂缝的精度,提出了应用新型非结构网格一PEBI网格模拟水平井压裂裂缝参数,实现水力裂缝的精确模拟和裂缝参数的准确优化,与常规笛卡尔网格方法进行对比,体现出PEBI网格模拟水平井压裂裂缝的优越性。得到优化的裂缝系数：最优裂缝间距100-120m,最优裂缝条数5条,最佳裂缝长度110～130m。     

裂缝转向对低渗地层水平井压裂的影响

水力裂缝转向作为压裂过程中的一种重要现象,可造成近井筒裂缝的弯曲,对于裂缝中支撑剂的传输和流体的流动规律具有很大影响,可最终影响水力压裂的成败和人工裂缝的导流能力。统计了长庆油田水平井压裂施工的部分资料,分析了长庆油田水平井压裂的特点。结合二维裂缝的平面应变模型,建立了裂缝转向的曲率半径与地层物性参数和压裂施工参数的关系,并针对性地分析了不同参数对于裂缝曲率半径的影响。结果表明,水平应力差对裂缝的转向距离有决定性的影响,压裂施工排量对水力裂缝高度的增长贡献显著,控制排量、延长注液时间能有效增加裂缝长度。结论对于压裂参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。     

水平井分段压裂射孔间距优化方法

为了使水平井分段压裂形成更为复杂的裂缝网络体系,提高油气井产量,以均质、各向同性的二维平面应变模型为基础,建立了人工裂缝诱导应力场数学模型,并结合诱导应力场中水平最大、最小主应力方向发生转向作为裂缝转向判断依据,形成了射孔间距优化方法。研究结果表明,随着裂缝间距的增大,诱导应力分量逐渐减小;裂缝间距一定时,在最小主应力方向附加的诱导应力比最大主应力方向附加的诱导应力大,两者之差呈现先增大后减小的变化趋势。对川西水平井射孔簇间距进行了优化,压裂后输气求产,与邻井选取较大射孔簇间距压裂求产对比,增产效果明显。该射孔间距优化方法对低渗透储层水平井分段压裂设计有一定的指导意义。      

水平裂缝参数优化技术研究

采用数值方法建立了水平缝油藏参数优化模型，并在此基础上研究了水平裂缝有效半径及裂充能力对油井产量、油井含水及采出程度的影响，并以此为基础进行水平缝裂缝参数优化。     

水平缝压裂参数优化计算

油田进入高含水开发后期,油水分布复杂,压裂井选井选层难度加大。为进一步提高压裂效果,必须提高压裂方案设计的针对性。建立了水平缝压裂后油藏和裂缝的渗流数学模型及裂缝参数的优化模型,用数值模拟方法,对压裂层的生产动态进行了计算,并分别以压裂后的最大初期增油量和最大累积增油量为优化目标,对裂缝参数(缝长比)进行了优化。计算结果表明,对于不同的地层,选择不同的优化目标,得到的裂缝参数优化结果是不一样的,即使是对同样的地层,所选择的优化目标不同,得到的最佳裂缝参数也不一样。     

Ebano油田裂缝发育模式及水平井开发优化研究

针对Ebano油田Ksf和Kan层裂缝连通性认识不清的问题,运用岩心分析、PLT测试、成像测井资料、油藏数值模拟及地震相干属性技术,对裂缝在纵向和平面上的连通性进行了研究.研究表明:Ebano油田以半开启缝为主,裂缝分为近南北向的高角度构造缝和近东西向的水平层理缝,高角度裂缝和水平缝构成复杂的网状系统裂缝;Ksf和Ka...     

压裂用纳米体膨颗粒裂缝封堵性能实验研究

近年来,纳米颗粒用于提高采收率对小孔隙进行封堵的研究较多,但很少有人将其用于压裂工艺,对低渗透储层出水微裂缝进行封堵。因此通过调研优选出纳米体膨颗粒作为堵剂,将其用于裂缝封堵性能实验。利用自制岩心封堵实验装置,分析了纳米体膨颗粒对水流和油流裂缝通道的封堵能力,以及其自身的膨胀性、注入性和在水流裂缝通道中的耐冲刷性。实验结果表明,纳米体膨颗粒在水相环境中具有较强的吸水膨胀性能,在油相环境中具有弱膨胀性能;纳米体膨颗粒对水流裂缝的封堵效果良好,在围压为40和50 MPa下水相封堵率高达90%;对油流裂缝不会形成很强的封堵,油相封堵率小于30%。此外,纳米体膨颗粒的注入性能良好。在围压为40 MPa、注入3 PV浓度为2%的纳米体膨颗粒在水流裂缝中,膨胀4 d后的耐冲刷性良好;因此纳米体膨颗粒达到了封堵水流裂缝而不封堵油流裂缝的目的,能较好地应用于压裂堵水。      

水平裂缝五点井网注水井压裂效果分析

针对水平裂缝五点井网注水井压裂的实际情况,建立了产量预测模型,计算中考虑了水力裂缝导流能力随生产时间的失效性。结合现场实际情况,利用据此模型开发出的软件模拟计算表明：油水粘度比越大,注水效果越差,采收率越低;随着注水井压裂裂缝长度的增加,相邻生产井的产量增加越大,注水井和生产井同时压裂时存在最优的裂缝组合;另外,裂缝导流能力衰减对油藏的开发效果影响明显,压裂时间的选取和多层合采时压裂层的选取对生产井产量和采收率也有很大的影响。