基于油藏-裂缝耦合的低渗油藏水井压裂数值模拟研究

利用油藏-裂缝耦合技术,采用对水力压裂裂缝进行矩形网格剖分、与油藏连接处进行PEBI网格剖分相结合的方法,建立油、水两相三维油藏裂缝数值模拟器。利用此数值模拟器,模拟研究了不同条件下水井压裂对注采井组整体开发效果的影响,并利用正交方差分析方法对水井压裂增注效果的主要影响因素进行了显著性评价,提出了适合进行水井压裂增注的油藏条件。以江苏油田HIO低渗透断块油藏为例,提出综合效果评价参数,对实际 际油藏注水井压裂参数设计进行了优化。研究结果为低渗透油藏注水井压裂设计和增注效果评价提供了一种研究手段,对于提高低渗透油田注水效果具有实际意义。
     

低渗复杂断块整体压裂裂缝参数优化设计

低渗复杂断块油藏在进行整体压裂改造时，由于其地应力场分布复杂且井网形式不规则，常规整体压裂产量预测方法不再适用。为此，将油藏数值模拟中的新型网格结构——PEBI网格应用到整体压裂优化设计中，实现了不规则井网条件下任意方位裂缝的模拟，并证实了PEBI网格模拟水力裂缝相对于传统直角网格的优越性。根据濮城油田卫42断块压裂注采井网的实际特点，抽象出适用于复杂断块油藏的3种典型的注采井位关系，并在此基础上进行了裂缝与井网匹配关系和裂缝参数的优化研究。指出：在复杂断块油藏的整体压裂中，注采井位相对角度存在最优值，应根据具体地应力方向进行优化；远离断层区域地应力方向一致，应造长缝，断层附近区域地应力方向容易发生偏转，应重点优化缝长；就特低渗透复杂断块油田而言，注采相对井位、压裂规模对于开发效果的影响要远远大干裂缝导流能力的影响。图10表2参11     

人工裂缝方位偏转对整体压裂效果影响研究

受储层非均质性等因素的影响,人工裂缝方向可能偏离井网方向,影响整体压裂效果。为此以白豹油田长6储层菱形反九点注采井网为例,建立了整体压裂和人工裂缝方位偏转时的压裂数值模拟模型,进行了整体压裂裂缝参数优化,研究了人工裂缝方位偏转对生产动态的影响程度。结果表明,人工裂缝方位偏转后采出程度大幅降低,特别是最有可能的裂缝小角度偏转采出程度降低最多,经分析建议裂缝方位发生偏转时应进行局部 注采井网调整或减小裂缝缝长。     

注采井网对裂缝形态及压裂规模的影响

水平井压裂开发技术在低渗薄层油藏开发中已取得了较好效果,注采井网的不同导致水平井的裂缝形态及压裂规模不同,由此导致初期产能及最终采出程度差别较大。为了实现水平井压裂开发的产能和经济效益最大化,应用数值模拟方法设计了三种直平混采七点井网。以增加采出程度、缩短见水时间为目标,优化裂缝形态:对称、三角形和四边形注采井网的水平井裂缝形态分别呈哑铃形、纺锤形和橄榄球形。以经济效益最大化为宗旨,优化压裂规模:对称注采井网,整体压裂采出程度最高;三角形和四边形注采井网,压裂采油井经济效益最好。     

人工裂缝对低渗透油田开发的影响研究

压裂技术是低渗透油田开发的一项主要的增产措施。文章利用数值模拟的方法，计算了低渗透油田面积注水条件下存在不同人工裂缝时的开发效果，分析了低渗透油田压裂后不同裂缝方位、不同裂缝导流能力对开发效果的影响，同时对比了注采井同时压裂和注水井压裂时的采出程度等开发指标。计算结果表明：正方形五点注采系统注水井压裂时，裂缝方位不同开发效果不同，裂缝方位与注水井排平行时驱替效果较好；裂缝导流能力并不是越高越好，存在最佳值；对注水井和采油井同时压裂时，采出程度高，在计算参数范围内，几乎是同条件注水井压裂时的两倍。在低渗透油田开发时，应合理的设计人工裂缝以改善开发效果、提高原油采收率。     

裂缝性油藏井网水驱油物理模拟研究

为了更好地对裂缝性油藏进行井网优选。根据实际油藏地质特征,利用相似准则制作裂缝性油藏物理模型．开展了井网水驱油实验。通过对比不同注采井网采出程度与含水率的变化,进行井网类型优选．文中对比了5种井网的开发效果,实验及分析结果表明：对于该裂缝性油藏模型,九点井网的采收率最高,这验证了裂缝性油藏吸水能力较强的特点：其余井网的采收率从高到低依次为五点井网、排状井网、反五点井网、反九点井网,这4种井网由于强注强采,导致含水率迅速上升,驱油效果不理想．但当存在合理的裂缝分布及有效的井间干扰时,局部采油井的采收率会得到提高;可以用工型水驱特征曲线预测该油藏的动态变化。文中的研究方法及成果对裂缝性油藏井网优选具有一定的指导意义.     

特低渗透油藏水平井井网极限注采井距的确定

为了确定特低渗透油藏水平井注采井网的极限注采井距,考虑低速非线性渗流段,运用二参数运动方程建立非线性渗流模型,将其引入到Comsol仿真软件建立的物理模型中。采用试算法,不断调整注采井距,直至水驱前缘在到达采油井时的压力梯度等于启动压力梯度,最终得到极限注采井距。以新疆油田某特低渗透油藏为例进行分析,结果表明:随着水平井长度的增加和裂缝间距的减小,极限注采井距增加,但增加不是无限的,存在一定的临界值;水平井注水-水平井采油、水平井注水-压裂水平井采油、压裂水平井注水-压裂水平井采油这3种井网形式的极限注采井距依次增大;在油田开发初期,可以优先采用压裂水平井注水-压裂水平井采油的井网形式。     

海上特低渗油藏宽带压裂数值模拟研究

宽带压裂技术是非常规储层改造的新工艺,增产效果显著,但目前对海上特低渗油藏宽带压裂后开发规律缺乏研究。文章针对中国海上某特低渗油田开展了宽带压裂缝网的精细化建模,同时使用非结构化网格数值模拟技术,对宽带压裂和常规压裂施工后的开发情况进行对比,分析了宽带压裂开发规律。研究结果表明,宽带压裂有效射孔簇比例高,驱替前缘推进更均匀,注采井间剩余油更少,整体开发效果好;与常规压裂相比,宽带压裂可显著提高特低渗透油藏压后单井产能,储层基质渗透率越低,宽带压裂后单井产能提升幅度越大;当储层基质渗透率大于 １ｍＤ后,宽带压裂和常规压裂最终累产油差别不大。该研究为海上特低渗油藏高效开发提供了技术思路。     

前梨园洼陷深层低渗透油藏井网优化技术

针对东濮凹陷前梨园洼陷西坡深层低渗透异常高压油藏开发中存在的问题 ,以获得良好的经济效益与开发效果为目标优化设计注采井网 :考虑渗流阻力损耗的地层压力 ,通过数值模拟确定井网密度 ;考虑压裂裂缝对深层低渗透油藏注水开发的影响 ,引入地应力研究成果 ,建立水力压裂油藏模型优化设计注采井网。对 2个深层低渗透新建产能区块的井网和 4个开发单元的注采调整的优化获得显著效果 ,实现了高效注水开发 ,3a累计增产原油 62 .8× 10 4 t。图 4参 18     

低渗透油藏中不同压裂注采井网非稳态产量计算分析

在井网压裂基础上进行注水,可以有效改善流场,增大泄油面积,是开发低渗透油藏的重要手段。快速准确预测低渗透油藏注水开发产量可以为开发优化设计奠定基础,但低渗透油藏注水开发呈现非稳态、非线性渗流特征,基于达西定律形成的油藏工程方法并不适用。本次研究通过流场分析,来划分等效流动单元,并在此基础上考虑了油水两相渗流启动压力梯度,采用流线积分法建立了不同压裂注采井网的水驱非稳态产量解析计算方法。与物理模拟及数值模拟相比,计算方法更简单,计算速度更快,可以为低渗透油藏压裂注采方式优选及注水开发对策制定提供手段。采用本方法计算并剖析了启动压力梯度、压裂注采方式及裂缝长度对油井生产动态的影响,结果表明：启动压力梯度增大了渗流阻力,与不考虑启动压力梯度相比,油井产量更低;受流动单元控制,不同压裂注采方式的增产效果及见水时间完全不同,同时压裂注采方式的增产效果最好,能够增产3.1倍,但见水时间仅为24个月;随着压裂缝长增加,油井产量越高,但当缝长超过最佳长度,增油效果不明显。     

低渗透油藏垂直裂缝井产能预测及分析

压裂改造技术在低渗透油藏开发中应用广泛,不同的压裂方案所产生的增产效果也不同。为了达到所预期的增产效果,研究压裂后的产能对优化压裂设计有着重要的意义。为此,根据垂直裂缝井周围地层的渗透特征,建立径向流与双线性流复合的低渗透油藏垂直裂缝井渗流模型,考虑低渗透油藏存在启动压力梯度的影响,推导出了低渗透油藏无限导流裂缝和有限导流裂缝的产能公式,有限导流裂缝产能公式计算的结果与现场数据对比误差小于7%。依据准噶尔盆地某区块的特低渗透巨厚砾岩油藏的基础参数数据,绘制了不同影响因素下的产能曲线,并对曲线进行分析得出:裂缝的导流能力达到一定值后,才能近似为无限导流,否则会产生较大的误差;压裂的各项参数必须与储层条件相匹配,才能在现有的经济条件下达到所预期的增产效果。     

考虑启动压力的菱形井网整体压裂优化设计

从整体压裂改造的角度分析了正方形反九点面积井网和菱形反九点面积井网的特点,结果表明菱形反九点面积井网更适合低渗透、特低渗透油藏压裂改造。应用数值模拟的方法研究了启动压力梯度对菱形井网压裂井日产油量、累积产油量、含水率、采出程度、地层压力等参数的影响。结果表明,启动压力梯度对低渗、特低渗透油藏各项生产动态指标的影响很大,在生产过程中不能忽略。从整体压裂的角度出发,研究了受启动压力梯度影响的非均质油藏菱形井网最佳井排距,分别以采收率和采油速度为优化目标,得到了不同的优化结果,绘制了相应的理论图版,这些图版可以用来指导低渗透油藏菱形井网的优化设计。在进行井网设计时,应充分考虑到将来进行压裂改造时裂缝走向对油水井的影响,从而避免井网与裂缝不匹配的问题,实现开发压裂一体化设计。     

渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究

低渗透油藏常常通过压裂改造获得工业开发价值,而压裂所产生的水力裂缝的存在,使得低渗透油藏的整个开发过程展现具有与常规油藏开发不同的特点.低渗层常发育隐含或张开的天然裂缝,使渗透率存在明显的方向性而导致注水、采油过程中出现严重非均质性.因此,低渗透油藏的开发井网的设置应考虑水力裂缝和渗透率各向异性的影响并与之优化匹配.本文模拟研究了低渗透油田开发常用的反九点井网和不常用的变形反九点及矩形井网,研究表明:在裂缝方位认识比较清楚的情况下,矩形井网将获得较高的采收率和经济效益.     

低渗透油藏裂缝方向偏转时井网与水力裂缝适配性研究

受储层非均质性等因素的影响,人工裂缝方向可能偏离井网方向.若裂缝参数设计不合理,则会给油田开发带来风险.为此,对低渗透油藏裂缝方向发生偏转时井网与水力裂缝适配性进行了研究.采用流线模拟技术,分析了菱形反九点井网压裂后的渗流场特征.以华庆油田X井区为例,建立了裂缝方向发生偏转时的压裂数值模拟模型,研究了不同井裂缝参数对生产动态的影响.结果表明:当裂缝方向发生偏转时,压裂井网渗流场会发生明显变化,应根据流线分布特点重新划分井组模拟单元;不同井处缝长对生产动态的影响程度不同,且各井裂缝之间存在明显的干扰现象;增加处于裂缝不利方位上的边井处缝长,提高采出程度效果较差,该井处裂缝不易过长,而在一定范围内增加处于裂缝有利方位上的边井和角井处缝长,提高采出程度效果显著,可适当增加其缝长.利用正交试验,优选出裂缝方向发生偏转时与井网相匹配的最佳裂缝参数组合为:1号边井、2号边井和角井处的裂缝穿透比分别为0.3,0.7和0.6,裂缝导流能力为30 μm2· cm.     

延长长6 浅油层水平缝水平井压裂参数设计

水平井压裂技术是开发难动用低渗储层的有效手段,而对于长6 低渗浅油层实施压裂技术一般会形成水平缝（低角度）,影响实际施工效果。为了指导长6 浅油层水平井的压裂设计和现场施工,把孔隙度、渗透率、含油饱和度、泥质含量和渗流系数作为主要参数,将七平1 井的水平段储层划分出5 个流动单元,进行了Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类流动单元的评价;并且根据流动单元的划分结果,完成了七平1 井压裂水平裂缝条数、裂缝位置、裂缝半长的参数设计,经过现场压裂效果分析,该设计符合延长长6 浅油层的储层特征及开发要求,单井产能大幅增加,使水平井开发在延长长6 浅油层具有可观前景。     

浅论油田压裂技术和压裂液的优化选择

目的：针对不同储层性质，选用压裂技术系列中的不同压裂方式，使压裂效果达到最佳。方法：对压裂技术系列中的数种压裂工艺和与之配伍的压裂液的特性、技术关键点及对压裂层的预处理技术分别作了论述和对比。结果：压裂技术是低渗油层改造的重要措施，选准适合油层特点的压裂技术是压裂作业成功的先决条件。结论：低渗透、薄油层是压裂作业的主要对象，压裂前后对压裂井的地应力测井、裂缝监测技术及综合测井资料分析是至关重要的，对即将投入开发的低渗油田，整体压裂改造开发效果会更好，压裂井油层防污染保护和套管保护是压裂作业成功与否的关键点。     

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。     

水平井改造技术及效果评价

水平井主要应用于底水油藏、裂缝性油藏和稠油油藏等,在低渗透油藏中应用实例较少,长庆油田通过不断摸索,形成了一套适用于超低渗油藏的水平井改造技术。主要介绍了长庆油田在采油三厂水平井改造技术及取得的成果,2009年以水力喷砂压裂与小直径封隔器联作工艺为主体方向,结合双封单卡机械封隔分段压裂技术,优化分段改造工艺,实现工具系列化,增产效果显著,对低渗透油藏开发具有重要意义。     

超深特低渗储层压裂改造技术关键与对策研究

随着油气勘探技术的进步,发现的超深特低渗储层越来越多。压裂是低渗透储层最具进攻性的增产措施,然而超深井压裂改造的成功率和有效率低,压裂改造技术已成为制约超深致密储层能否有效开采的瓶颈技术。鉴于目前超深层改造的风险大、成功率低、增产效果差等问题,全面调研了美国的Johns和Rcok超深气藏、日本的MN气藏、四川盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地等超深井压裂改造技术现状,剖析了一些超深井压裂改造的成败得失。分析了超深致密储层压裂的技术关键,并从增产潜力评价、增产措施选择、降低地层破裂压力、设备和材料性能、压前测试等方面提出了相应的技术对策,对于提高超深致密储层压裂的成功率,促进超深致密储层的有效开发具有一定指导意义。     

低渗油气藏水力压裂理想水驱波及范围预测新方法

低渗难采油气藏大多生产井、注水井措施效果差,根本原因在于储层间未建立起有效驱动体系,从而导致剩余油气采出程度低。基于注水开发过程中水力压裂水驱波及范围判别精度不足的实际,在精细油气藏地质建模的基础上,结合储层岩样岩石力学实验,对松辽盆地某油气田单井井筒周围0°～360°范围内可能产生的压裂缝开展定量化预测,提出一种水力压裂后理想情况下水驱波及范围计算的新方法和水驱D指数曲线的概念,对现有技术条件下压裂后水驱波及可达到的理想范围进行了预测。这将为注水开发中后期储层改造,提高剩余油气采出程度提供较为重要的科学依据。