射孔完井的产能预测及射孔参数优化设计

本文根据射孔完井电模拟及有限元数学模型研究的结果,分析了射孔参数、射孔损害、钻井损害及地层非均质性等因素对射孔井产能的影响;分析了诸因素对油井产能影响的相对重要性排列顺序:介绍了表达上述定量关系的回归方程和诺模图.据此可以方便、快速地预测在各种参数下油井的产能和表皮系数;并可以进行油井产能最高的射孔参数优化设计.本文还介绍了射孔参数优化设计的内容、方法和步骤.华北油田现场应用结果表明,优选射孔参数后油井产能平均提高15～25%.     

煤层气藏多分支水平井非稳态产能模型

针对煤层气藏多分支水平井产能研究,从渗流力学基本原理出发,建立了考虑割理系统应力敏感性和基质系统非稳态扩散的煤层气藏多分支水平井非稳态产能数学模型,基于点源解理论、Pedrosa变换、摄动变换、Laplace变换、有限余弦变换、数值离散以及叠加原理,求解所建立的数学模型,利用Stehfest数值反演的技术绘制典型产量递减曲线,并依据曲线特点划分成9个不同的流动阶段,同时进行模型验证与对比;并对渗透率模量、分支井长度以及分支井个数等进行敏感性参数分析,总结出不同参数对生产动态的影响规律。煤层气藏多分支水平井产能动态的研究为合理开发煤层气藏提供了理论指导。     

射孔完井渗流场的有限元分析

为优选元坝地区海相碳酸盐岩气藏射孔完井参数,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度及黏度随压力变化的基础上,建立了渗流数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件进行求解计算,得到射孔完井方式下近井壁的渗流场分布.文中从X平面提取若干条割线,进一步分析各割线处压力的分布特点;然后改变射孔完井的各个参数,建立有限元模型,计算出不同参数下射孔完井的产能比.计算结果表明,射孔完井渗流场中,从供给边界到井底压力为明显的“压降漏斗”趋势,与常规解析解趋势一致.在影响射孔完井产能的参数中,主要是孔深、孔密、孔径和相位角,其中孔深对产能的影响最大,其次是相位角.     

高压水射流射孔渗流场模型及计算

为计算和对比高压水射流射孔完井与裸眼完井、常规射孔完井的渗流场，在合理假设基础上，建立了井眼附近有限元渗流场模型，裸眼完井的计算结果证明了该模型的准确性。常规射孔完井污染带和压实带对油井产能有非常不利的影响；高压水射流射孔完井可以避免常规聚能弹射孔完井方式伴随的射孔压实带对油井产能的严重影响，并且可以减少钻井污染带对产能的影响；在低渗透率地层，应尽量避免采用常规聚能弹射孔而采用高压水射流射孔完井。图5参10     

煤层气STCS-3井套损原因分析与修复过程

分析并叙述了STCS-3井这种泥岩/煤层交互沉积、沉积厚度薄、压实程度低等特殊地质条件煤层气井,由于选择射孔工艺及压裂施工参数不当,在围岩应力和膨胀应力及煤岩流动等多重应力挤压下,造成该井炮眼处套管挤压缩径变形损坏,井内大量流出支撑剂、碎煤屑的原因,以及对该井套损所采取的修复工艺及修复过程。建议在编制煤层气射孔和压裂工艺方案设计时,采取一井一策。认真分析、研究煤层气井这种泥岩及煤岩交互沉积的特殊地质条件,优化各项射孔工艺参数,充分考虑并计算射孔后套管剩余强度对套管寿命的影响。对压裂液配方在室内进行深入分析与评价,筛选并优化煤层气压裂液防膨剂及配方,优化压裂施工参数,防止和减少因射孔工艺和压裂施工设计参数不合理造成的套损现象。     

气田射孔完井参数优化设计研究

影响射孔完井产能的因素很多．在射孔完井阶段能控制和影响产能的因素主要有射孔孔径、相位角、孔密、射孔穿透深度。以X气田为例,设计出一套完井参数模拟计算方案,分析了以上4项因素对射孔表皮系数的影响,进而根据气井二项式产能方程,结合钻井污染表皮系数、射孔形成的表皮系数进行气井无阻流量计算以及不同生产压差下产量计算,分析4项因素对气井产能的影响;在认清各项影响因素对完井产能的影响后,提出了针对X气田的射孔完井参数优化,现场实际应用效果良好,有效地指导了现场生产作业。     

射孔优化技术在涠洲油田的应用

射孔完井是油气田勘探开发过程中不可缺少的环节,对油气井产能影响很大。通过对射孔完井对产能影响机理的深入研究,找出了各种射孔参数对油气井产能影响的规律。结合涠洲油田的特点,以WZ2井为例分析确定了射孔优化所需的敏感参数,结合射孔工艺、地层条件和开发目的等实际情况,形成了一套科学系统的射孔方案优化设计方法;最终给出涠洲油田开发井的射孔优化设计方案,并对应用效果进行了分析,说明了射孔优化设计在提高油气井产能中所起的作用。     

射孔完井水平井近井地带流动模型研究

在进行射孔完井水平井生产段空间数学描述的基础上，采用势叠加原理，建立了封闭边界油藏中射孔孔眼相互干扰的势分布函数；基于油藏向孔眼渗流、孔眼相互干扰、孔眼向井筒的汇流，以及井筒内流动相互影响，结合工程流体力学的多管汇流理论，建立了射孔完井水平井近井地带流动模型；并针对影响水平井产能的射孔参数进行了分析。结果表明，射孔深度对产能影响最大；并非所有油层采用射孔完井时，射孔密度越大越好；水平井产能与射孔相位角的关系与初始相位角有着密切的关系。     

负压射孔完井产能的有限元分析

建立负压射孔完井渗流有限元3D模型.该模型包含了流体物性参数、地层伤害参数、射孔几何参数,以及生产参数.在有限元分析时假设射孔孔道无堵塞,而负压射孔对完井产能的影响主要在于负压射孔导致的冲击回流将造成地层伤害的微粒从孔眼周围的压实带中冲刷了出来,增大了压实带的渗透率,从而提高了完井产能.在此分析的基础上,引入了相对产率比概念,并使用射孔完井渗流有限元3D模型详细研究了负压射孔对完井产能的影响.该研究对负压射孔完井具有一定的指导意义.     

优化射孔完井工艺提高油井产能

通过对射孔工艺、射孔参数、射孔液、射孔完井过程中压实等因素对油井产能影响的分析,可以看出不合理的射孔参数、不匹配的完井液、不先进的射孔工艺及不正确的射孔完井过程都会对油层造成极大的伤害,因此在实际工作中我们注重优化射孔工艺、优化射孔参数,注重射孔液与油层配伍性,保证负压射孔,使新井产能达到方案的要求,见到了很好的开发效果.     

低渗非达西煤层气井渗流数学模型建立与应用

低渗透煤层气藏中的气体渗流存在非达西效应,使用常规方法对其进行产量预测与计算时易出现误差。为有效解决该问题,在考虑启动压力梯度影响的条件下,建立了低渗煤层气藏气、水两相渗流数学模型。利用有限差分法进行了数值求解,编制煤层气直井开采数值模拟计算程序进行了产能预测,并分析了煤层参数对产量变化的影响。研究表明:①煤层气井生产时,存在气产量迅速升高、水产量迅速降低的阶段;②吸附时间越短,气产量越早到达高峰期,一定时间内产量也越高;启动压力梯度越大,高峰期后产量下降越快,最终产量也越小;③吸附气超饱和煤层气产量>饱和煤层气产量>欠饱和煤层气产量。     

大型CO2压裂技术在孤北地区深层气勘探中的应用

孤北地区地层储层具有以下特点高压、高温,储层类型为极低渗透均质砂岩储层,岩性致密,地层物性极差,渗透率极低,并存在不同程度的伤害,其中孤北古1井渗透率仅为0.018×10-3μm2,表皮系数25.6,存在严重伤害.而煤层气与常规气藏的开采特性不同,它与渗透率的大小密切相关.针对该地区的地层特点,相应地采用CO2压裂技术,进行地层改造,提高渗透率,增加煤层气的产出,取得了良好的效果.     

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本文重点介绍了大宁—吉县地区煤层气测井的综合研究成果。利用数学统计方法，将测井资料与岩心资料对比分析，建立了该地区煤储层参数测井解释模型，提供了包括煤层含气量在内的煤储层参数，并利用该地区6口井的测井资料进行了区域性的综合评价，从煤层的横向展布、纵向埋深、盖层质量、地质构造、区域煤层气含量及煤层工业组分的变化情况、煤层力学参数等方面进行了综合分析，为区域煤层气整体评价提供有价值的测井信息，为下一步的煤层气勘探和开发提供可靠的技术支持。     

煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势

在煤层气勘探开发中.地球物理测井是识别煤层、分析煤层特性,评价煤层气储层的重要手段.煤层气储层具有非均质性和各向异性较强、孔隙结构复杂的特点,常规油气勘探中测井解释评价的基本模犁在煤层气解释中不能直接套用,必须建立适合煤层气测井的解释方法和模型,才能对煤层气做出正确评价.通过煤层气勘探开发测井技术应用调研,对煤层气测井采集技术、解释评价技术及面临的技术难题进行了阐述,指出当前煤层气勘探开发测井技术的发展趋势.认为我国未来煤层气测井技术的发展将向成像测井技术的应用、煤心刻度测井技术的应用,井中和井间地球物理技术的结合等方向发展.     

射孔参数对薄煤层群压裂起裂的影响研究

薄煤层气藏较高的应力敏感性和互层性导致其改造效果受射孔参数影响尤为突出。将渗流-应力-损伤耦合模型应用于薄煤层群射孔参数优化研究中,结合现场测井与施工资料,模拟了各射孔参数下薄煤层压裂裂缝的起裂与拓展,基于储层损伤体积定量评价射孔参数对改造效果的影响;分析了影响煤层产能的因素和间接压裂的增产机理,并开展了薄煤层顶底板间接压裂的数值模拟。模拟结果表明:射孔数对损伤体积的影响最大,射孔深度和相位角次之,射孔间距影响最小;与常规压裂相比,顶底板射孔的间接压裂需要更长的泵注时间和压力。本研究建立的有限元数值模型可用于分析近井筒裂缝起裂问题,对现场射孔和压裂优化设计具有指导意义。     

煤层气压裂直井与多分支井经济评价对比研究

压裂直井和多分支井是目前煤层气增产所采用的主要井型。基于这两种井型,采用净现值法对不同渗透率和不同厚度储层进行了经济评价研究,比较了两种井型在不同条件下的开发技术经济潜力。计算结果表明:多分支井在单井产量方面具有巨大的优势,在经济效益方面,仅在渗透率较低、厚度较薄的储层中优于压裂直井。因此,压裂直井在今后一段时间内仍将是煤层气开发的主力井型,多分支井可以作为压裂直井在特低渗透薄层中的重要补充。     

煤层气钻井储层保护新技术研究

研究了我国煤层气储层孔隙和裂隙系统特征,分析了煤层气钻井的储层伤害机理。针对煤层气钻井储层保护难点,建议采用低固相或无固相钻井液、欠平衡钻井技术、屏蔽暂堵技术和加强固相控制等来保护煤层气钻井储层。     

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由于煤层气开采过程中,煤体容易变形, 传统的煤层气井各种测试问题的数学模型都假设渗透率为常数，这对于变形介质煤层的压力空间变化和瞬时变化将产生较大误差.通过考虑煤层的双重介质特征和煤层气的吸附特征及介质的变形，引入渗透率模数建立了变形双重介质非稳态渗流模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的，对于双重介质非稳态渗流模型采用正则摄动法和Laplace变换进行求解，并通过拉氏数值反演得到零阶摄动解。对变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律进行了讨论，用新模型绘制的典型压力曲线将得到更加准确的结果，这些结果为煤层气藏开发提供了理论依据和新的试井模型。     

煤层气井单井动态控制储量计算方法

煤层气单井生产规律与常规气井差异很大,利用常规分析方法很难计算出煤层气井的动态控制储量。本文在煤层气的储集特征以及"解吸-扩散-渗流"规律基础上,利用物质平衡原理、气体状态方程、朗格缪尔解吸规律,建立了煤层气井物质平衡计算数学表达式,绘制了不同压力下解吸气与游离气的比例变化规律曲线,分析了煤层气气藏物质平衡图版与常规气藏物质平衡图版的区别。运用本文建立的方法对沁水盆地潘庄区块煤层气井进行了储量评价,结果表明煤层气井物质平衡储量计算方法准确可靠,对煤层气井的排采分析具有一定的指导意义。     

煤层气井开发效率及排采制度的研究

分析我国煤层气井排水采气过程中井筒附近应力的变化，认为由于井筒液面下降太快，导致井筒附近渗透率降低，煤层气井无法获得长期持续的较高产量，从而使得开发效率低下。为此，从煤层气井排采工作制度方面探讨了我国低渗煤层气藏的增产问题，针对煤层低渗和压缩性大的特点，运用地下渗流力学理论，建立了煤层气井排水采气数学模型，给出了同时间条件下煤层气井排采制度的定量解，以数值模拟的方法优化了煤层气井排采的工作制度，得出逐级降压的工作制度能扩大气井压降漏斗的体积，使煤层气解析范围增大，从而增加了煤层气井的累积采气量。该数学模型及其定解为我国煤层气井在开发过程中井底压力如何降低以及降低幅度、速度控制在何种程度，给出了量的参数，为低渗煤层气井合理开采提供了一个新的途径。