钻完井过程中储层动态裂缝宽度研究进展

碳酸岩盐储层裂缝广泛发育且分布复杂,在这类储层的钻完井过程中,井筒液柱压力作用于裂缝壁面,易造成裂缝的突然开启和闭合,极易引起漏失.因此,防漏堵漏的关键在于准确的预测地层中的裂缝宽度及变化规律.目前储层动态裂缝宽度预测国内外研究均较多,为了更好地了解国内外动态裂缝宽度预测方法的发展情况,为此,从静态到动态,裂缝模型建立到计算机模拟技术以及漏失控制技术等方面对前人研究成果进行回顾和展望,从而对动态裂缝宽度研究理论有一个新的认识,有利于钻完井过程中储层动态裂缝宽度预测的进一步研究.     

利用优化BP神经网络建立裂缝宽度预测模型

裂缝性井漏问题严重威胁着钻井生产安全与进度,目前现场堵漏成功率较低,其中一个重要原因就是无法准确预测裂缝宽度,裂缝宽度认知的局限性导致难以确定堵漏的方法及材料颗粒大小。因此本文提出了利用优化BP神经网络方法建立井漏裂缝宽度预测模型,用以解决裂缝宽度预测难的问题。首先根据方差分析（ANOVA）法确定了影响裂缝宽度的相关参数,将其输入优化的BP神经网络模型进行训练,并通过样本数据拟合验证预测精度,最终测试集数据拟合直线的斜率为0.8772,截距为0.0206。另外,为了确认模型稳定性,针对裂缝宽度预测模型进行了性能评估,得出该模型确定系数（R2） 0.89,平均绝对百分比误差（PCC） 0.82,均方根误差（RMSE） 1.35,证明该模型性能优良。最后利用现场工程数据进行进行实例预测,由结果可知,该模型具有较高的预测精度,可以在堵漏工程作业中提供较好的辅助决策。      

储层裂缝有效宽度模型探讨

在考虑裂缝表面的实际微观形态的情况下，采用流体力学与渗流力学相结合的方法，提出了可为裂缝性储层保护实施暂堵技术提供定量依据的有效宽度数学模型。     

声波法监控水压裂缝宽度

在实验室内作水压裂缝实验时。用超声波的时间延迟及声幅衰减监控裂缝形成过程。观察到穿过水压裂缝的纵波具有频散性，且频散强弱与裂缝宽度有关。即通过间接方式，用测到的声频散监控裂缝宽度。直接法确定裂缝宽度，需要信号有相应的分辨率．并且裂缝宽度至少为波长的1／8，声阻抗差并明显，以区分两个界面(固体／流体)的反射信号。而间接法可识别宽度为1／100入射波波长的裂缝。利用时间延迟超声测量把两次测量的时间及幅度的微小变化与裂缝宽度的微小变化联系起来。另外，实验结果表明，水压裂缝不能传播横波。因此，可选用充满流体的薄层模型。如果解释正确，薄层模型与线滑动模型结果一致。在井内测量的裂缝宽度与在井壁附近用频散法估计的裂缝宽度比较，发现至少在实验室条件下，可成功应用这种算法。裂缝宽度的微小变化直接影响透射信号的频散性。因此，它为声波法在监控水压裂缝的宽度方面开辟了新的应用范围。     

伊拉克米桑油田AGCS27井裂缝性严重漏失堵漏新方法

伊拉克米桑油田位于伊拉克东南部的米桑省,地质情况复杂,存在严重的盐膏层蠕变缩径、垮塌、高压盐水层、井漏等复杂情况,特别是目的层裂缝性漏失十分严重,采用常规堵漏技术收效甚微,在目的层中堵漏既要保证堵漏效果,还要保证完井后的采油作业能建立有效的通道。AGCS27井四开钻进至井深2 932 m发生漏失,先后应用各种堵漏剂进行了20多次的堵漏作业,效果均不理想,最后采用套管传输堵漏工艺,将大颗粒、长纤维堵漏材料,装入套管筒直接送至漏层,对漏层进行封堵,取得了良好的效果,为该井的顺利完钻提供了井眼保证,是一种创新的堵漏工艺,对深井裂缝性漏失的堵漏作业,具有经济性和实用性。     

双侧向测井确定裂缝等效宽度——兼论Sibbit公式中的一个错误

在简化测井解释模型的基础上，推导出利用双侧向测井资料确定裂缝等效宽度的公式，研究了该公式的应用条件，并将其结论同裂缝性储层双侧井的物理模型和数值模型的模拟响应结果相比较，指出了当前国内外普遍使用的计算裂缝宽度的“Sibbit”公式中的一个错误。     

天然裂缝性碳酸盐岩酸化数学模型研究

当天然裂缝性碳酸盐岩地层在低于岩石破裂压力下进行酸化处理时，其酸化过程既不同于一般的基质酸化，也不同于酸压。为此，建立了一个新的天然裂缝性碳酸盐岩酸化数学模型，模型包括酸液的质量守恒，酸的传递与反应和裂缝宽度随酸溶蚀的变化。文中对裂缝壁面的酸滤失和酸岩反应处理也采用了新的方法。用新的酸化模型对数字生成的粗糙表面裂缝进行模拟，可以预测裂缝的酸刻蚀特征与裂缝宽度、裂缝表面粗糙度和酸滤失速度之间的关系。这个模型还可预测裂缝中的压力、酸液浓度和裂缝宽度随时间和位置的变化。     

酸化预处理对裂缝宽度的影响分析

水力压裂作为重要的油气增产措施之一,其目的就是形成一条具有一定长度的高导流能力支撑裂缝。然而对于一些高致密储层来说,由于储层岩石致密坚硬,杨氏模量和抗张强度、地层闭合压力高,要想进行深穿透的大型加砂压裂,井口施工压力很高,通常超过了设计要求的压裂井口、井下工具等承压能力而不得不终止施工。在分析影响压裂缝宽的各个因素基础上,应用酸化预处理技术改变岩石力学参数,同时增加了地层的吸液能力,提高施工排量,达到增加缝宽的目的。保证支撑剂顺利进入地层,防止出现砂堵事故。     

裂缝性岩样应力敏感性实验研究

川东北地区裂缝性地层存在严重的钻井液漏失问题,做好防漏堵漏工作的基础是需要认识储层初始裂缝宽度,并对钻井过程井壁地层裂缝变化规律进行研究.结合钻井过程,对应力敏感实验设备和实验程序进行了改进,设置了新的应力敏感实验方法,模拟了地层压力、围压和井筒流压条件下设置的实验方法更加符合钻井过程应力变化的实际.裂缝性碳酸盐岩应力敏感性实验结果显示,以原地有效应力点为中心,随着井筒钻井液液柱压力的增大裂缝张开,随井筒钻井液柱压力降低,裂缝闭合,而裂缝张开的幅度比裂缝闭合的幅度更大.因此,研究压裂液应力扰动条件下裂缝宽度变化能够对防止漏失提供基础依据.     

矩形钢筋砼梁裂缝宽度简化计算

随着对建筑结构方面研究的日益深入 ,人们发现建筑物的结构破坏和倒塌与裂缝有很大的关系 ,每次破坏都是从裂缝的扩展开始的。因此 ,除需要按《混凝土结构设计规范》 (简称《规范》)进行强度设计计算外 ,进行裂缝宽度验算也是必要的。在进行裂缝宽度验算过程中 ,《规范》根据大量试验数据统计和粘结滑移理论给出了裂缝宽度计算的半经验半理论公式。该公式充分考虑了钢筋直径、面积、开裂时砼的有效面积、钢筋粘结特性、受拉应变图的形状、保护层厚度和钢筋应力等 ,可适用于钢筋砼和预应力砼任何截面任何受力状态。但有时比较繁锁 ,例如 :对…     

水力压裂水平裂缝井产能预测新方法

针对水力压裂后形成有限导流能力水平裂缝的油层．应用有2个圆形渗流区域的双区模型来描述;根据平面径向不稳定渗流方程和双区界面连续条件,建立流体以恒定流量流入井筒条件下的压力降落数学模型．并应用Laplace变换和Stehfcst数值反演技术求解不同生产时间下的无因次井底压力．根据无四次井底压力。计算当井底流压为饱和压力时的产量和采油指数．应用IPR曲线相关式,确定油井不稳定生产流入动态和某个井底流动压力下的产量递减预测。给出了一口井的计算实例．预测产量与油井的实际产量基本一致．且后期误差较小,说明所提出的方法是可行的。     

一种预测溶解气可采储量的广义模型

不同驱动类型油藏其生产气油比的变化特征不同,基于生产气油比保持不变和下降这两种情况,推导建立了一种新的广义模型,并能简化成为目前在溶解气可采储量预测中已广泛应用的累计产油量与累计生产气油比关系曲线法和累计产油量与累计产气量关系曲线法,实际应用表明,与前述两种简化前的预测方法相比,该广义模型的适用性更强。     

一种新的提高采收率潜力预测方法

改进归一化处理方法、引入因素权重系数、优化距离幂指数并考虑因素间的交叉作用,定义了“广义”距离,利用“广义”距离对反距离加权方法进行改进,建立了一种新的基于改进型反距离加权的提高采收率潜力预测方法。结合均匀设计生成聚合物驱样本集,运用该方法对样本集提高采收率进行预测,并与反距离加权方法进行了对比。结果表明,该方法有效地减弱了反距离加权方法存在的“牛眼”现象,预测提高采收率结果可靠,精度较高。     

一种预测聚合物驱开发动态的模型

在分析聚合物驱与水驱驱替机理差异的基础上,对水驱预测的经验公式进行改进,建立了适用于聚合物驱的预测模型。预测模型可考虑聚合物溶液黏度、注入PV数及最大残余阻力系数等参数对聚合物驱效果的影响。预测模型预测大庆喇南和喇北东块的聚合物驱含水率曲线与实际含水动态吻合,预测提高采收率误差小于8%,结果可靠。预测模型所需参数简单、计算简便,可用于聚合物驱动态预测、效果评价及潜力分析。     

基于动态弹性力学模型的煤系致密砂岩储层裂缝预测方法

为了提高强非均质性煤系致密砂岩储层裂缝识别效果,根据测井资料,利用动态弹性力学模型对该类储层进行裂缝预测。首先利用寻优算法及阵列声波测井资料获取岩石各模量参数,然后利用微分等效介质（DEM）理论模型计算岩石孔隙纵横比（α）,进而对裂缝进行定量表征。单井裂缝预测结果与岩心裂缝实际发育情况的符合率较高,约为90%,表明利用DEM模型预测煤系致密砂岩储层裂缝的可靠性较高。在此基础上,根据测井资料,利用DEM模型对沁水盆地南部地区山西组Ⅱ砂组的裂缝平面分布进行了预测,裂缝预测结果与断裂性质、构造部位及岩心裂缝观察结果均较为吻合。研究表明,动态弹性力学模型适用于煤系致密砂岩储层的裂缝定量表征。      

一种新的油田产量递减模型

油田产量递减规律研究是进行产量递减预测的一项重要任务。目前,Arps 递减曲线是一种非常重要而又常用的预测油田产量递减规律的方法,此外,国内提出了很多预测方法,使产量递减预测方法更齐全、使用范围更广泛、预测精度更高。基于物理学中的简谐振动原理,提出了把阻尼振动方程中的临界阻尼振动方程变形得到一种新的产量递减模型,可简化为Arps 指数递减形式,经实例计算,可以用来预测油田产量,以此指导油田开发和管理。     

一种新的计算天然气偏差因子的方法

对目前国内外使用的天然气偏差因子计算方法进行了分类和评价分析，指出各类方法的优缺点。在此基础上，建立了一种新的偏差因子计算方法，给出了新方法的基本思想、计算方法和计算结果。利用三种方式对计算结果进行了分析对比。对比结果表明：计算结果与Standing-Katz图版的误差趋于0；与目前公认最好的状态方程方法——DAK方法的结果相比，其最大相对误差小于1％。从而验证了该偏差因子计算方法的正确性。新的偏差因子计算方法具有计算速度快、精度高、范围大、计算机操作方便等优点。     

修正Holbrook地层破裂压力预测模型

分析了地层破裂压力变化规律,对Holbrook提出的以孔隙度为基础的地层破裂压力预测模型进行了分析,指出Holbrook给出的破裂压力与孔隙度的关系较好地解释了井漏容易在疏松砂岩地层中发生的现象,但对高孔隙度地层不适用。基于“临界孔隙度”概念和岩石力学特性通用预测模型,对Holbrook地层破裂压力预测模型进行了修正,在某油田的应用取得较好结果。     

天然气水合物新型动力学模型与实验研究

研发了一种由液态烃和表面活性剂组成的复合水合促进剂,通过天然气水合物实验平台对预期效果进行了验证。建立了复合促进剂作用下的水合物生成动力学模型,利用VB软件编程实现模型求解。将不同反应溶液和不同反应气体条件下得到的诱导时间计算值与实验结果及理论分析结果进行比较,吻合度较高,较准确地描述水合物生成的诱导过程。该模型的建立为天然气水合物储运技术的应用与发展提供了理论支持。