基于地面测斜仪的“井工厂”压裂裂缝监测技术

为了更好地认识大牛地气田"井工厂"压裂模式中裂缝的形态和方位,指导该区块其他井组合理部署井网及优化压裂设计,采用地面测斜仪对R井组的2口水平井分段压裂裂缝进行了监测,获得了每条压裂裂缝的方位与长度,并对监测结果进行分析,探索研究了水平井组同步压裂工艺对裂缝复杂性的影响.研究表明,在R井组2口水平井的同步压裂过程中,由于诱导应力场的影响,使得部分井段压裂裂缝的复杂性增加,从而增大了改造体积,改善了压裂效果.研究结果为今后的压裂设计优化和井网部署提供了理论依据.      

四川长宁A平台页岩气水平井组压裂地面测斜仪监测评估

四川长宁A平台是我国第一个页岩气丛式水平井井组平台,也是国内首次采用"拉链式"压裂作业模式进行"工厂化"压裂作业的平台。为更好地认识该平台压裂模式中水力裂缝的形态和扩展规律,指导该区块其他井组优化压裂设计,采用地面测斜仪对该井组3口水平井分段压裂裂缝进行了监测,获得了裂缝的形态、体积和长度,并对监测结果进行了对比分析,探索了影响裂缝形态的因素。结果表明:即使同一个井组,水力裂缝形态也会具有很大的差别,天然裂缝和水平层理对水力裂缝形态具有重要影响;当天然裂缝发育时,水力裂缝以垂直缝为主,裂缝延伸距离大,反之则水平缝与垂直缝同时发育,且体积相近,裂缝延伸距离小。     

页岩气藏加密井压裂时机优化——以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例

加密井的压裂时机直接影响着页岩气藏最终的开发效果。为了有效地指导页岩气藏加密井部署与压裂施工,基于离散裂缝网络模型、有限差分模型及有限元模型,提出了一套页岩气藏加密井压裂时机优化方法 :根据页岩气田开发现状及井网加密需求,系统考虑储层非均质性和天然裂缝发育特征,建立渗流—地质力学耦合条件下四维地应力演化及复杂裂缝扩展的多物理场模型,进而模拟加密井水力裂缝扩展形态、加密井及井组开发效果,最终优选出加密井最佳的压裂时机。以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例,利用该优化方法研究了加密井压裂时机和施工参数对其复杂裂缝扩展形态、单井及井组产能的影响规律。结论认为:①该优化方法能够有效模拟老井生产过程中储层物性及力学状态变化,预测压后产量变化,优选加密井压裂参数及压裂时机;②当加密井射孔簇间距减小、每簇施工液量增大时,水力压裂改造体积、裂缝密度增大,压裂后产量提高,但射孔簇间距过小、每簇施工液量过大时,则有可能会导致分支裂缝串通和重叠,降低压裂液效率、影响压裂后产能;③压裂时机越晚,加密井井筒附近分支裂缝越密集,但改造体积越小、初期产量越低;④当目标井组生产36个月进行加密井压裂时,井组累计页岩气产量最高、开发效果最优。     

煤层气藏直井压裂开发数值模拟研究

根据山西宁武煤层气藏的情况,建立了相应的地质模型,利用数值模拟手段对宁武煤层气区块进行了井网形式和井排距的优化研究。结果表明,对于一煤层气藏来说,存在着合理的井网形式;对于具有方向性的储层,井距与排距应有合适的比值。针对宁武区块,应采用矩形井网,最佳井排距比值为2·5,通过综合指标分析,认为350m×875m的矩形井网为最佳的开采设计方案。     

煤层气压裂井裂缝参数优化及效果评价

因煤层复杂渗流机理及低孔低渗特征,煤层气均需采取压裂改造措施进行开采。为了正确认识压裂参数对煤层气井产能、采出程度及井网部署的影响规律,从储层应力形变及煤层气解吸、扩散、渗流流固耦合分析出发,建立压裂井气水两相非线性渗流模型,研究裂缝参数、储层非均质性对井距及井网类型优化的影响,并且采用注入压降试井解释对压裂工艺参数进行评价。研究结果表明：煤层流体以非线性渗流为主,物性呈现先下降后上升的特征,存在启动压力梯度的影响;井距优化应考虑裂缝方向、裂缝穿透比、裂缝导流能力等因素的影响;矩形与菱形井网选择要参考储层各向异性系数的临界值;避免注入压降测试中井筒液面的变化及测试段的选择对试井解释结果的影响,提高压裂效果解释评价准确性。研究对煤层气压裂井裂缝、井网参数优化及提高压裂效果评价准确性具有较好的指导意义。     

页岩气藏加密井压裂时机优化——以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例

加密井的压裂时机直接影响着页岩气藏最终的开发效果。为了有效地指导页岩气藏加密井部署与压裂施工,基于离散裂缝网络模型、有限差分模型及有限元模型,提出了一套页岩气藏加密井压裂时机优化方法：根据页岩气田开发现状及井网加密需求,系统考虑储层非均质性和天然裂缝发育特征,建立渗流—地质力学耦合条件下四维地应力演化及复杂裂缝扩展的多物理场模型,进而模拟加密井水力裂缝扩展形态、加密井及井组开发效果,最终优选出加密井最佳的压裂时机。以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例,利用该优化方法研究了加密井压裂时机和施工参数对其复杂裂缝扩展形态、单井及井组产能的影响规律。结论认为：①该优化方法能够有效模拟老井生产过程中储层物性及力学状态变化,预测压后产量变化,优选加密井压裂参数及压裂时机;②当加密井射孔簇间距减小、每簇施工液量增大时,水力压裂改造体积、裂缝密度增大,压裂后产量提高,但射孔簇间距过小、每簇施工液量过大时,则有可能会导致分支裂缝串通和重叠,降低压裂液效率、影响压裂后产能;③压裂时机越晚,加密井井筒附近分支裂缝越密集,但改造体积越小、初期产量越低;④当目标井组生产36个月进行加密井压裂时,井组累计页岩气产量最高、开发效果最优。     

地面测斜仪压裂裂缝监测技术及应用

了解压裂裂缝的产状、方位和倾角等参数对合理布置井网、优化压裂设计、科学设计井筒轨迹等具有重要意义。在水力压裂中,裂缝诊断技术是人们认识和评价压裂裂缝扩展的重要手段。地面测斜仪水力裂缝监测技术是常用的裂缝监测技术之一,可用来确定裂缝的形态、方位和倾角。针对火山岩储层压裂裂缝复杂的问题,采用地面测斜仪压裂裂缝监测技术对火山岩储层1口水平井压裂裂缝进行了监测,结果表明,火山岩储层压裂裂缝形态复杂,具有垂直缝、垂直缝和水平缝相交的复杂缝以及多裂缝等特征,因此,在压裂设计中,应充分考虑裂缝的复杂性,为优化压裂设计和布置井网提供指导。     

柿庄南煤层气重复压裂裂缝形态反演及效果分析评价

为解决柿庄南煤层气平均单井产量低、相对高产井产量大幅下降等问题,对该区块已重复压裂井实施概况和产气效果进行了归纳总结,利用G函数和净压力历史拟合分析了重复压裂裂缝特征,反演了重复压裂裂缝形态,并进一步探讨了裂缝形态与压裂效果的关系.结果表明:柿庄南煤层气重复压裂裂缝特征可分为产生新缝、无新缝产生及缝高失控2类;重复压裂...     

整体压裂井网与裂缝优化设计新方法

建立了既适用于常规低渗透油藏也适用于复杂断块低渗透油藏的压裂井网和裂缝优化模型,以压裂井对油藏的波及系数最大、死油区最小为目标,充分考虑压裂裂缝与井网的优化匹配,结合油藏数值模拟的方法,通过选取采出程度较高、平均单井产油量较高、油藏综合含水率较低的井网部署方案来达到对压裂井参数的优化,从而获得适合油藏实际情况的井网类型和裂缝参数的最佳组合方案。在此基础上系统研究了地层最大水平主应力方向和单井椭圆泄油区域对低渗透油藏井网部署的影响。首次对复杂断块低渗透油藏不规则井网的部署以及整体压裂开发方案的设计进行了研究,进一步完善了低渗透油藏整体压裂开发方案的设计理论。该方法应用于大庆油田和渤海某油田试验区整体压裂开发方案的设计中,取得了较好的生产效益。     

煤层气开发井网设计与优化部署

以鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气为例,按照开发前期井网设计、现场优化部署和动态效果跟踪3个阶段一体化的整体思路和方法,对煤层气开发井网进行优化部署和动态调整。开发前期井网设计以煤层构造、埋深、厚度、顶底板岩性、含气量、渗透率和水文地质条件等7个方面的地质条件为依据,确定开采井网应为菱形井网,井型以丛式井为主,水平井为辅;井网方位是菱形长对角线为面割理方向,短对角线为端割理方向;高渗透区井距为300~350 m,低渗透区井距为350~400 m。现场优化部署要充分考虑地表、地下和钻井工程条件3个因素,并遵循地上服从地下、工程服从地质的基本要求。动态效果跟踪阶段,通过对区内井间干扰和层间干扰现象的观察,重新优化部署24口生产井,调整36口生产井的开发层系,使得区块井网设计更为合理。5 a的开发实践证明,三区块优化部署后的井网和开发模式基本合理。     

低渗透油田人工裂缝参数与井网的匹配

低渗透油田油井自然产能低,支撑裂缝的方位将直接影响注水开发油田的最终采收率。根据区块地应力预测成果,结合砂体展布情况,进行人工裂缝参数与井网匹配性研究,对裂缝方位规则区块进行人工裂缝方位与矩形井网的匹配研究,优化油水井人工裂缝长度等参数;对复杂边界、地应力方位变化较大的区块,根据砂体展布与应力分布关系,对人工裂缝参数进行适当调整。该技术应用在大庆油田州201区块整体压裂优化设计上,州201区块采用地质工程一体化设计方法压裂施工29口井,施工成功率100%。措施后29口直井采油井初期单井平均增油3.9 t/d,取得了明显的压裂增产效果。     

沁南地区煤层气井二次压裂技术研究

针对SZN区块大量煤层气井水力压裂后产能无法满足要求的现状,需要进行二次压裂改造,提高单井产量。然而,煤层气储层由于其结构的复杂性以及初次人工裂缝的存在、前期生产活动的扰动,其二次压裂过程裂缝产生的条件和扩展机制极为复杂,增产效果差异较大,改造效果无法令人满意。本文通过从地质、压裂、排采等多方面入手,对区块前期已施工二次压裂井进行分析,研究发现,在地质条件类似,井况完好,排采合理的情况下,二次压裂过程裂缝能否有效延伸、新裂缝形成与否;二次压裂前煤层地应力与原始地应力的变化情况是决定二次压裂改造效果的关键。两者与二次压裂后产量相关性规律明显,提出了新的二次压裂改造理念,通过大规模体积改造形成大规模新裂缝,结合区块前期施工经验优化二次压裂改造工艺参数,为煤层气二次压裂提供了新的技术方向,为区块低产井的提产稳产提供了新的技术途径。     

基于多目标遗传算法的压裂水平井裂缝参数优化研究

为了改善低渗透、超低渗透油藏油井自然产能低的状况,需对压裂水平井采油、直井注水的采油方式进行参数优化研究。以国内某区块低渗透油藏开发实例为基础,以七点法直井-水平井混合井网压裂水平井为研究对象,将多目标优化遗传算法NSGA-Ⅱ引入到水平井压裂裂缝参数优化设计中,形成了1种新的优化方法,并编制了相应的软件。该方法将水平井采出程度和含水率作为目标函数,以寻求Pareto最优解集为目的,利用软件对低渗透油藏七点法直井-水平井混合井网压裂水平井裂缝参数进行了优化设计。研究证明,该优化方法适合推广应用。     

鄂尔多斯盆地延川南区块延1井区煤层气开发先导性试验井组研究

鄂尔多斯盆地延川南区块主要储层为山西组2号煤层和太原组的10号煤层,通过对山西组2号煤层4.9m/1层压裂排采,日产气达到1000m3。围绕延1井进行煤层气开发先导性试验井组优化部署研究,对井型、井网样式、井网密度、排采工作制度进行了优化研究,展开开发先导性试验,为今后的煤层气开发提供借鉴。     

天然裂隙对煤层气压裂效果的影响——以鄂尔多斯盆地韩城区块为例

鄂尔多斯盆地东南缘韩城区块天然裂隙对煤层气储层压裂效果影响较大,为了深入认识天然裂隙对压裂效果的影响,利用生产动态资料和微电阻率测井资料,对该区块煤层气井的产气规律和天然裂隙发育特征进行了研究。研究结果表明：①天然裂隙对煤储层压裂缝的影响可分为沟通型、穿越型和俘获型;②其中沟通型压裂改造效果好,煤层气井以高产井和产气稳定井为主;③穿越型有效支撑裂缝短,俘获型大部分压裂缝对产气无贡献,低产井主要是穿越型和俘获型。该研究成果对今后该区块裂缝性煤层气田稳产增产具有指导意义。     

丛式水平井组整体压裂工艺技术在致密低渗透气藏中的应用

为进一步提高鄂尔多斯盆地大牛地气田盒1段气层的储量动用程度、评价水平井组开发的经济技术可行性,开展了以多级管外封隔器分段压裂为主导的水平井组工程压裂工艺试验。首先对丛式水平井井组压裂方案进行优化,结合井场地面情况及井身轨迹,优选了压裂工艺、压裂顺序;其次,结合储层工程地质特征,单井录井、气测、随钻伽马等资料以及井网条件,研究了不同的压裂裂缝参数及设计施工参数,并开展了相邻两井同步压裂技术研究;第三,结合施工参数及裂缝监测结果对设计参数进行了实时调整,形成了丛式水平井组分段压裂优化设计工艺技术及其压裂现场优化调整技术;第四,针对现场大规模施工及同步压裂试验易出现的突发情况,制订了详细的应急预案,确保井组压裂成功实施。最后在A井组进行了6井46段现场试验,压后井组天然气无阻流量达77.63×104 m3/d,为该气田致密砂岩气藏的高效开发提供了技术支撑     

FracproPT软件在二次加砂压裂模拟与施工参数优化中的应用

准噶尔盆地东部X井区为中孔低渗深层稠油油藏,该区块的油层疏松易碎,原油具有高密度、高黏度、凝固点低等特征,开采难度大,对于此类油藏的开发需要采用二次加砂压裂技术,以形成短而宽的高导流能力裂缝。首先,结合前期的压裂施工数据,利用FracproPT压裂软件对X井区13口井的二次加砂压裂施工进行了模拟;然后对比分析了二次加砂压裂与常规压裂的裂缝几何参数;最后对X井区的二次加砂比例、停泵时间、施工排量和加砂量等参数进行了优化。认为FracproPT压裂软件对X井区的压裂施工模拟结果较为准确,二次加砂压裂可以有效控制缝高,扩展裂缝宽度,具有提高裂缝导流能力的作用。该研究对于优化稠油油藏的二次加砂压裂设计和提高二次加砂压裂增产效果具有一定的指导意义。     

准噶尔盆地石炭系长直井段井网立体压裂参数优化研究

准噶尔盆地九区M井区石炭系油藏储层纵向跨度大、层多动用差、综合产能低,常规直井压裂技术难以实现区块高效开发。为增大改造体积和提高单井产能,基于工区储层物性特征和生产动态特征,建立了三维地质模型和三维地应力模型,通过水力压裂数值模拟分析,借鉴水平井体积压裂概念,提出了石炭系长直井段立体井网体积压裂设计方法,并分析了排量、砂量、簇间距等工程因素对储层裂缝的影响规律。现场试验表明,根据此优化方法对井区10口直井进行压裂改造,生产180 d后,综合产能比压裂前提高了40%以上。     

井下微地震裂缝监测技术在火山岩压裂中的应用

针对火山岩储层压裂改造过程中裂缝形态复杂的问题,采用较为先进的井下微地震水力裂缝监测技术对压裂裂缝进行了2口井的监测。结果表明,火山岩储层压裂过程中裂缝的扩展规律与砂岩油藏有很大不同,裂缝形态复杂,具有水平缝、多裂缝等特征,而且容易造成缝高延伸过度。因此,在压裂设计中要充分考虑,结合应用缝高控制技术,增加裂缝的长度,提高压裂改造的效果。下一步还需要继续开展火山岩地层压裂裂缝的监测,认识裂缝的延伸和产状,为优化压裂设计和井网部提供指导。     

井下微地震裂缝测试技术在长庆油田的应用

裂缝方位和几何尺寸决定了井网的部署、射孔的方位、压裂设计的优化等，直接影响着低渗透油田开发的好坏。长庆油田采用井下微地震技术进一步认识到水力裂缝延伸的复杂性，明确了压裂裂缝真实延伸情况，在指导油田开发中的井网部署、压裂优化设计、压裂后的效果评估方面将发挥重要作用。