低渗压裂气井出砂产量确定方法研究

我国有大量低渗透气田,这类气藏自然产能极低,需要压裂后才能进行生产,若压裂后配产不合理,将导致出砂、裂缝闭合等不利情况,达不到增产的目的。根据低渗透气藏的这一特点,运用质点动力学方法,建立裂缝中存在压裂砂情况下的临界气流速度公式,研究保持压裂裂缝导流能力的最大生产产量的确定方法,为矿场合理生产奠定基础。     

低渗气田压裂气井合理产量的确定

低渗透气藏如果压裂后配产不合理,将导致出砂、裂缝闭合等不利情况,达不到增产的目的。综合考虑影响低渗压裂气井出砂产量的各方面因素,运用质点动力学的方法,建立了裂缝中存在压裂砂情况下的临界气流速度公式,只要气井产量小于该临界产量就不会破坏裂缝中的支撑砂粒,能使裂缝保持长期的有效性。得出裂缝宽度、裂缝高度、支撑剂砂粒直径、支撑剂砂粒密度及气体密度是影响压裂气井产量的因素。研究了保持压裂裂缝导流能力的最大生产产量的确定方法,能使裂缝保持长期的有效性,为矿场的合理生产奠定基础。通过对Cq气田某井的计算分析,表明所建立的模型是正确合理的。     

压裂-砾石充填防砂管柱的研究与试验

低产出砂油井进行水力压裂改造后，在其生产过程中会发生油井出地层砂和压裂砂，造成油井卡泵，更为严重的会使油层裂缝在大量支撑剂吐出后发生裂缝闭合，使压裂效果受到很大影响。针对这一问题，研制出压裂－砾石充填防砂管柱，其原理是在压裂施工之前将具有砾石充填防砂管柱与压裂管柱双重作用的压裂－砾石充填防砂管柱下到井下油层段，在水力压裂施工的同时一次完成砾石充填防砂施工作业，同步实现油层改造和油井防砂的双重目的，并在现场试验中取得了成功。     

安棚裂缝性储层压裂技术研究与应用

安棚裂缝性储层压裂施工早期砂堵的主要原因是压裂形成的人工裂缝易沿天然裂缝延伸形成张开程度不一的多支缝，从而难以形成具有一定缝宽的主裂缝。针对储层特征对压裂液性能的要求，用大量的室内实验确定了压裂液基本配方，根据压裂温度场模型模拟了计算压裂过程中的温度变化；应用升破胶剂浓度和降交联剂浓度的变浓度压裂液优化设计技术，保证压裂施工需要的压裂液粘度和压裂结束后压裂液的迅速破胶和快速返排性能。文章提出了前置液中加入变砂比的段塞式“砂团”充填技术，依次堵住不同缝宽的多支裂缝，以保证形成具有一定缝宽的主裂缝。同时配套多段加砂压裂技术和裂缝强制闭合技术，现场应用效果显著，成功地解决了压裂过程中低砂比砂堵的难题，保证了低渗透裂缝性油藏的压裂开发。     

复杂砂岩气层加砂压裂工艺的应用

章通过对某砂岩储层所做测试压裂和加砂压裂进行分析与评价，认识到：该储层具有闭合应力高、储层低渗和微裂缝发育等复杂特征，对于加砂压裂还存在严重的近井扭曲影响。最终提出加砂压裂改造应立足于，在保证一定裂缝导流能力的前提下，尽可能地造长缝。并通过实践证明了，低砂比支撑剂段塞冲刷能有效地降低或解除射孔孔眼摩阻和近井筒摩阻对加砂压裂的影响。     

斜井压裂砂堵原因分析及解决办法

斜井或定向井在压裂过程中，经常因出现砂堵导致施工失败。造成砂堵的原因在于多裂缝发育及裂缝发育形态复杂，近井摩阻高，支撑剂进入裂缝困难。采用小型压裂试验可以帮助了解地层情况，分析造成砂堵的原因，为主压裂设计的改进提供可靠依据。根据小型压裂试验结果，通过在主压裂中延长低砂浓度加砂时间，降低近井摩阻，消除多裂缝的方法，使主压裂顺利进行。     

新场气田沙溪庙组A、B气藏低砂比压裂工艺技术应用研究

新场气田沙溪庙组A层、B层气藏是典型的低渗透致密砂岩气藏，采用常规的压裂技术不能满足地层对裂缝的供给能力与裂缝对井筒供给能力相匹配，造成裂缝导流能力的浪费；同时由于地层致密坚硬，施工中经常出现砂堵和泵压异常偏高的情况，导致加砂压裂施工失败。从理论上分析了在新场气田A、B气藏进行低砂比压裂改造的可行性和低砂比压裂优化设计的原则，并开展3口井的现场试验。现场试验表明，低砂比压裂工艺技术克服了常规压裂技术适应性差和施工容易砂堵等技术难题，取得了良好的增产效果和经济效益，在新场气田A、B层气藏具有良好的推广应用前景。     

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中原油田属于地质构造复杂的断块油气田，储层物性差，具有低渗、埋藏深、温度高、层多、层薄、跨距大、射孔井段长、非均质性严重、单井产量低的特点，大部分井层需经过压裂改造方可投入生产，水力压裂改造是中原油田油气井增产稳产的主要手段。目前油田已处于开发的中后期，为有效地开采地下剩余油，所打的新井大部分均为定向斜井，这些井也需要进行压裂改造才能投入生产。在对这些斜井进行压裂改造的初期，采用常规的工艺方法，施工过程中时而发生砂堵现象，施工成功率不高。在对砂堵的原因进行分析后，认为相对于直井来说，斜井压裂更易产生弯曲裂缝及多裂缝，而弯曲裂缝及多裂缝是造成近井地带脱砂而发生砂堵的主要原因。为解决弯曲裂缝及多裂缝造成的问题，除采用提高施工排量、适当增加前置液比例、适当提高压裂液粘度、不过分追求施工后期高砂比等工艺措施外，主要就是应用了前置液支撑剂段塞工艺，减少了斜井压裂施工过程中的砂堵现象，施工成功率得以大幅提高。     

八角场气田大型加砂压裂工艺实践

针对低渗低孔高压、砂体厚度大和储集丰度低的八角场气田，大型加砂压裂是勘探开发该气田的有效手段，而如何成功有效地进行大型加砂压裂作业就成了工作的重中之重。一方面，大型加砂压裂作业成功有两大难点：①由于储层是典型的低渗低孔高压储层，裂缝的增长速度快，动态缝宽窄，加之砂体厚度大，为确保支撑剂顺利进入储层，需要大排量施工；②压裂规模大，作业时间长。另一方面，大型加砂压裂作业有效，需有机地匹配和优化储层、压裂液和工艺，并系统地控制压裂质量。文章以角X井为例，拟就储层概况、测试压裂、设计优化、压裂质量控制等方面分析如何优质完成大型加砂压裂工程，从而提高压裂施工效果，优化投入产出。     

气井裂缝出砂临界产量模型研究及应用

长庆榆林气田上古压裂气井在生产过程中，不同程度裂缝出砂，造成了极大安全风险。不同气井，压裂施工参数厦规模不同，其裂缝出砂临界产量就不相同。本文通过假设压裂裂缝中支撑荆堆积方式，取支撑剂为研究对象进行了受力分析，经过严格的数学推导，得出了气井裂缝发生破坏时．出砂临界产量与井底流压之间的关系．结合实际推导了气井裂缝出砂临界产量数学模型，并进行了应用计算。这些佘式的推导，对搞清压裂气井裂缝出砂临界产量。实现压裂气井不采取防砂措施下的合理配产有着重要的指导意义。     

基于不稳定渗流压裂水平气井产能研究

对于低渗、特低渗气藏，用水平井开采不一定能取得满意的效果，水平井水力压裂技术已成为开采低渗透气藏的重要手段，水平井压裂后的产能预测又是水平井压裂技术的一大难题。文章以生产过程中裂缝内流体的非稳态流动为基础，应用复位势理论、叠加原理和数值分析求解方法，并考虑压裂水平井地层渗流和水平井筒管流耦合，建立了压裂水平井多条裂缝相互干扰的产能预测新模型，使计算结果更加合理。计算结果表明：该模型计算产量与实际生产数据符合率高；水平井筒内的压力损失对压裂水平井的生产动态有一定的影响；水平井内每条压裂缝的产量并不相等，端部裂缝的产量高于中部裂缝的产量；水平井筒内的压力呈不均匀分布，从指端到根端压力逐渐降低；裂缝不对称会使压裂水平井产量降低。研究成果对低渗透气藏的压裂水平井的设计具有一定的指导意义。     

利用生产数据确定低渗气藏单井合理产量

低渗气藏气井合理产量的确定是实现气藏稳产和提高采出程度的关键,但低渗气藏气井自然产能低,稳产期短,试井资料匮乏,给低渗气井合理配产带来较大困难.针对该情况,基于气井生产系统,将物质平衡方程与产能方程结合,通过生产数据建立多目标优化函数,并通过生产历史拟合确定出低渗气井的产能方程、单井控制储量和地层压力.在此基础上,考虑低渗气井的启动压力梯度、稳产时间、临界携液流量和外输压力等因素,建立了综合多种因素的低渗气藏合理配产模式.现场实际应用表明,该配产方法合理、可靠,对低渗气藏实际生产具有现实指导意义.     

鄂尔多斯盆地低渗透砂岩气藏压裂模型的建立

近几年针对低渗透油藏的压裂提出了一整套优化方法,而对低渗透气藏压裂还没有进行系统的研究,导致气层改造强度不够或者过大,从而影响气藏的开采效果。根据低渗透气藏的生产特点和人工裂缝的渗流特征,建立气藏与裂缝数学模型。对气藏与裂缝方程进行两维差分得到差分方程,用IMPES方法求解。为研究水力裂缝参数对气藏开采动态的影响,将裂缝、气藏看作两个相对独立的渗流系统建立了气藏数值模拟模型,选取裂缝壁面的渗流量和压力相等来建立连接条件,研究了鄂尔多斯盆地低渗透气藏压裂裂缝条数、裂缝位置和裂缝半长对压裂井产能的影响,得出压裂井产量随裂缝条数增加而增加及裂缝长度对特定地层存在一个最佳值等认识,所建立的气井压裂优化数学模型对提高低渗透气藏单井压裂产量具有一定的指导意义。     

致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验

致密火山岩储层天然裂缝发育差,低孔、低渗、致密、非均质性强,需要应用水平井大规模分段压裂工艺实现有效开发。随着储层物性变差,可缩小压裂裂缝间距保持单井产量;为明确最优改造裂缝间距与施工规模,基于储层孔渗特征、相渗特征、流动特征的认识以及不同裂缝间距压裂产生的干扰,确定致密火山岩储层最优改造裂缝间距。应用压裂后分段产气监测,认识分段产量与改造规模关系,明确致密火山岩储层最优改造规模,有效指导压裂方案优化,提高设计针对性与开发效益。     

克拉美丽气田火山岩气藏试气与试采差异性研究（） 引用格式:高云丛，李相方，刘华.克拉美丽气田火山岩气藏试气与试采差异性研究［J］.石油钻采工艺，2012，34（1）:75-77，81. 摘要: 中图分类号:TE37

克拉美丽气田是新疆油田公司第一个千亿立方米整装气田。针对气田火山岩储层岩性物性变化快、低孔低渗、气水关系复杂的地质特征和生产动态特征差异大的投产早期开发情况,结合15口气井试气与试采资料,评价了气井产能主要影响因素,在气井试气与试采特征基础上,系统分析了火山岩气藏试气与试采差异性。研究表明:火山岩气井初始产能的高低与其稳产能力不存在必然关系,试采无阻流量与地层系数关联性强,更接近气井真实产能,气井合理配产和后期方案调整中应充分利用试采数据;压裂井试气建立的产能方程与试采曲线特征差异较大的重要原因之一是压裂导流能力随时间下降显著,产能预测需要考虑压裂井试气时的裂缝效应。     

低渗透气藏直井压裂产能评价公式

在拟径向流阶段,有效井筒半径是无因次裂缝导流能力的一个函数。在此基础之上,提出了新的简单实用压后气井产能评价公式。通过文献中两个实例的计算对比验证了该公式的可靠性。分析了多种因素对气井产能影响的强弱程度,结果表明由强到弱的因素依次为地层压力、地层温度、有效厚度、渗透率、裂缝半长、表皮系数、裂缝导流能力。要提高气井产能,行之有效的手段是通过酸化压裂等增产措施来解除近井地带表皮污染和建立高导流能力的渗流通道。     

基于体积源的分段压裂水平井产能评价方法

水平井裸眼和固井分段压裂技术已大量应用于低渗透气藏的开发,其产能评价方法是评价压裂效果和提高压裂设计水平的关键。为此,针对裂缝性低渗透气藏,采用体积源的思想建立相应的基础渗流模型,通过正交变换法求取常流率时体积源函数,并根据Duhamel原理推导了变流率时的计算方法;结合人工裂缝内流动压降并根据叠加原理分别推导出裸眼、固井分段压裂水平井的产能评价方法;最后通过现场实例及经典理论模型验证了产能评价方法的正确性,以及储层物性和人工裂缝参数对于两者产能的影响。结果表明:①裸眼、固井分段压裂水平井发挥了水平井段的生产作用,它具有较高的产能;②两者之间的差别受到储层物性和分段压裂参数的影响;③在储层物性差、压裂规模大时,裸眼、固井分段压裂水平井之间产能的差别变小。该成果对于低渗透气藏分段压裂水平井的分段压裂参数设计和压后效果评价具有重要的应用价值,也为分段压裂工艺的选择提供了理论依据。     

考虑硫沉积的气井流入动态曲线特征

含硫气井在生产过程中,硫元素的沉积将降低储层孔隙度和渗透率,极大地破坏气井产能,此时常规气井产能计算模型已经不再适用。考虑硫元素在近井地带沉积引起的储层渗透率变化,将储层分为沉积区和非沉积区。基于渗流力学理论,建立了含硫气藏直井、直井压裂井在平面径向非达西稳定渗流条件下的二次三项式产能方程。通过分析硫沉积、启动压力梯度、裂缝长度、裂缝宽度对气井流入动态的影响,认为气井产能随硫沉积饱和度的增大而减小,但增长速度逐渐减小。气井无阻流量与启动压力梯度呈负相关关系。压裂措施能增大含硫气井产能,当气井产能受硫沉积影响较大时,可采取压裂的办法增产,必要时可用酸化压裂工艺,并对裂缝长度设计进行优选。     

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。