非对称裂缝垂直压裂井稳态产能计算模型

为了增加单井产量和提高油田开发效益,水力压裂技术在油田开发中广泛应用.但是目前的垂直压裂井产能计算模型几乎都是基于裂缝关于井筒对称分布的假设,鲜有研究非对称裂缝垂直压裂井的产能模型.因此,针对压裂后非对称裂缝特征,考虑了无限导流和有限导流两种情况,提出非对称裂缝垂直压裂井的产能计算模型,同时分析了裂缝的非对称性对垂直压裂井产能的影响.研究表明:无限导流垂直压裂井的产能与裂缝非对称性没有关系,但是裂缝非对称性对有限导流垂直压裂井的产能影响较大;在同等条件下,非对称裂缝有限导流垂直压裂井的产能相对于对称裂缝有限导流垂直压裂井的产能偏低,并且随着裂缝总长度增加或裂缝非对称系数增大,产能偏低得越严重.     

页岩气藏中两条互相垂直裂缝井产能分析

针对页岩气藏中两条互相垂直裂缝井,运用2次保角变换,建立了考虑裂缝的有限导流和滑脱效应影响的页岩气藏裂缝井稳态产能数学模型。分析不同支撑剂粒径和裂缝穿透比条件下裂缝导流能力对产能动态曲线的影响,绘制了不同滑脱系数下的产能流入动态曲线,同时研究了不同滑脱系数下裂缝穿透比对产能的影响。     

保角变换法用于计算压裂井产能

为了确定具有不同缝长和导流能力压裂井的产能公式,应用保角变换原理,将求解具有垂直裂缝油井产量的问题,转化为一简单的单向渗流问题.根据微元体流动分析,推导出裂缝内原油流动所满足的压力二阶微分方程,所计算产量与一些经典的方法相比,吻合程度较好,且简单易行.本模型还可用于现场压裂设计的快速评价分析.     

低渗透油藏压裂定向井非线性渗流模型产能计算

为了精确计算压裂定向井产能,针对压裂定向井采用拟启动压力梯度模型不能准确计算产能的问题,开展了根据启动压力梯度实验和边界层实验,得到非线性渗流模型,再通过保角变换建立压裂定向井达西模型、拟启动压力梯度模型、非线性渗流模型产能公式,计算压裂定向井达西、拟启动压力梯度、非线性渗流模型产能并与真实油井产能进行对比及产能敏感性...     

考虑裂缝壁面伤害的压裂井产能计算模型

为了准确计算压裂井产能,在对伤害带深度进行量化的基础上,采用压降叠加原理和直接边界元法,建立了拟稳定状态下考虑裂缝壁面伤害的有限导流压裂井产能计算模型。该模型计算结果表明:压裂液滤失造成的裂缝壁面伤害会降低压裂井产量,且随着导流能力的降低影响越严重;对于有限导流能力裂缝,随着导流能力的降低,高产段会从裂缝端部转移到裂缝根部。通过对比,忽略壁面表皮及使用平均壁面表皮与本模型楔形壁面表皮计算的产量差异,发现忽略壁面表皮及使用平均壁面表皮计算的产量始终偏大,且随着导流能力的降低,差异程度逐渐增大。图7参14     

压裂井组非线性渗流模型求解

精细描述低渗透油藏中流体流速与与压力梯度的非线性关系,是准确计算低渗透油藏压裂井组产量的基础。为此,在描述低渗透油藏非线性渗流特征的基础上,建立了低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型,该模型根据渗流特征将渗流过程分为非线性渗流阶段和拟线性渗流阶段进行计算。利用Taylor展开对非线性数学模型进行线性化处理,建立了有限差分方程组,并编制了计算机求解程序。算例分析表明:采用非线性数学模型计算出的地层中压力和饱和度的分布符合地层实际情况;五点法井网压裂井组注水井的裂缝导流能力会随着裂缝闭合而降低,注水效果变差,导致油井产量降低。研究结果表明,低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型可以较准确地描述低渗透油藏中流体流速与压力梯度的非线性关系,为准确计算低渗透油藏压裂井组产量奠定基础,为低渗透油藏注水开发提供指导。      

垂直裂缝井产能及导流能力优化研究

压裂井产能评价是水力压裂优化设计的基础，对提高压裂效果有重要意义。根据不稳定渗流理论．讨论了封闭地层中有限导流垂直裂缝井完整的压力动态特征．给出了中期径向流动和晚期拟稳态流动新公式以及正确的Dupuit型产量计算公式，进而研究了两种水力压裂油藏工程优化设计方法——Prats方法和新方法。计算比采油指数曲线的导数，得到新的无量纲导流能力优化图版，由此给出一种简洁的导流能力优化计算公式。在已知裂缝平均宽度的条件下，可用该公式计算合适的水力裂缝长度，确定压裂规模．提高压裂效率。图4表1参17     

垂直裂缝井稳态产能的计算

在水力压裂中，如何针对不同有效渗透率和厚度的特定储集层，优化设计出最佳的压裂方案，是矿场技术人员考虑的首要问题之一，由于现场工作时间紧，任务重，沉有室内数值模拟的条件，先进的数值模拟软件难以发挥作用，因此，需要一种计算裂缝井产能的简易方法。     

考虑井筒流动的垂直裂缝井稳态产能计算模型

由保角变换原理,将带垂直裂缝的油井渗流问题,转化为易于求解的单向渗流问题,然后由达西定律、质量守恒定律和压力耦合原理,通过微元体流动分析,导出了油藏-裂缝系统内压力所满足的二阶微分方程,进而导出无限导流和有限导流垂直裂缝井的产能计算公式。在此基础上,又建立了考虑垂向井街流动的计算模型。这是油藏-裂缝系统中的渗流和井筒中变质量管流的耦合模型,因而会更符合实际情况。最后,用矿场实例进行了验证,表明计算结果可靠,且方法简单、快捷,便于工程应用。     

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.     

非均质性对水平井产能的影响

基于Joshi等的假设，将水平井的三维流动问题变换为2个相互联系的二维流动问题，通过保角变换求解。将非均质储集层的水平渗透率和垂直渗透率按几何平均、算术平均和调和平均方法分别处理，根据电模拟原理，建立了9种非均质储集层水平井产能计算模型．评价非均质性对水平井产能的影响。评价结果，非均质性越强、储集层厚度越大产能越低，但厚度超过一定界限时产能降低不再明显；用算术平均方法处理渗透率建立的模型会低估非均质性对产能的影响；用几何平均和调和平均方法处理渗透率建立的模型评价，薄油层非均质性越强，产能越高。图1参9     

复合油藏内外区同时压裂试井模型研究

针对内外区同时压裂的复合油藏,建立并求解了多区复合油藏点源模型,求得了内外区同时压裂两区复合油藏的无因次井底压力的表达式,最后分析了试井曲线特征和裂缝、地层参数对典型曲线形态影响。研究表明,内外区压裂井和内区压裂井的试井曲线形态有差别。当裂缝半长超出内区半径时,应采用新建立的内外区同时压裂模型来解释裂缝及地层参数。     

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。     

低渗透气藏水平井产能计算新公式

低渗透气藏由于储层的特殊性,常出现应力敏感、启动压力梯度、高速非达西效应等现象。因此,在低渗透气藏水平井产能分析时,应该考虑这些因素的影响。通过保角变换方法,推导得到同时考虑高速非达西效应、应力敏感和启动压力梯度的低渗透气藏水平井产能新公式。研究结果表明:高速非达西效应、应力敏感、启动压力梯度将使低渗透气藏水平井产量减小;在同一井底压力下,随着应力敏感系数、启动压力梯度的增加,水平井产量降低。该公式对应力敏感性较强的低渗透气藏的开发具有重要的指导意义。     

边水推进对水平井产量的影响

边水油藏开发过程中,即使水平井井底未见水,但边水推进仍会影响水平井产量。 基于水平井三维 渗流场模型,将三维渗流场分为内部和外部 2 个径向渗流场,考虑外部渗流场边水推进的影响,分别运用 坐标变换与保角变换方法求得内部与外部渗流场的产能公式,根据等效渗流阻力原理最终获得了考虑边 水推进的水平井产能计算新公式。 实例计算发现,新公式计算结果与实际产量绝对误差及相对误差均较 小,表明新公式准确性较高,实用性较好。 敏感性分析结果表明,考虑边水推进条件的水平井产量小于未 考虑边水推进条件的水平井产量,且随着边水推进距离增大,水平段长度越小,产量减小的幅度越大;水 平段长度越大,产量减小的幅度越小。 该研究成果为边水推进过程中水平井产能预测提供了新思路。     

压裂后水平井产能预测新模型

应用复位势理论和势叠加原理等基本渗流理论,进行了数学推导,得出了压裂后水平井的产能计算新模型.该模型通用性强,不仅考虑了多条裂缝之间的相互干扰,而且还考虑了各条裂缝的长度、缝宽、导流能力、缝间距以及裂缝平面与水平井筒之间的夹角对各条裂缝产量的影响.而以往研究中将裂缝按等缝长、等缝宽、等缝间距和等导流能力来计算压裂井产量,在压裂后水平井产能计算中含有偏差.     

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。     

低渗透气藏不对称垂直裂缝井产能预测

针对低渗透气藏压裂后产生的不对称垂直裂缝,基于稳定流理论,利用保角变换,推导了低渗透气藏有限导流不对称垂直裂缝井产能的预测模型,通过实例分析了多种因素对不对称垂直裂缝井产能的影响。结果表明：在井底流压相同的条件下,裂缝非对称率对不对称垂直裂缝井产能影响较小;当裂缝导流能力较小时,不同裂缝长度或裂缝非对称率对气井产能影响程度差异较大,当裂缝导流能力较大时,不同裂缝长度或裂缝非对称率对气井产能影响程度差异较小;裂缝越长,裂缝非对称率越小,对气井产能影响程度越大。     

多分枝水平井稳态产能研究

方法：应用保角变换原理和局部渗流阻力的概念,将多分枝水平井渗流问题转变为平面径向渗流问题,从而简化了求解过程。目的：改善低渗透油田或裂缝性油田的开发效果,结果：与文献上已发表的稳态产能公式相比,吻合程度相当好,结论：多分枝水平井可大大沟通井筒与低渗透油藏的接触面积,增加产能;如能沟通天然裂缝,亦会改变裂缝性油藏开发效果。