复杂边界油气藏中水平井的产能公式——齐成伟公式的应用范围研究

针对复杂边界油气藏中分支水平井的产能预测问题进行了深入研究。将圆形油气藏径向等分,即将齐成伟建立的圆形油气藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式中的Q替换为nQ后,得到了扇形油气藏中水平井的拟三维产能公式。将带形油气藏纵向等分,即将齐成伟建立的带形油气藏中横向水平井拟三维产能公式中的b替换为2b、L替换为2L、Q替换为2Q后,得到了带形油气藏中顶壁横向水平井的拟三维产能公式。将带形油气藏横向等分,即将齐成伟建立的带形油气藏中纵向双分支水平井拟三维产能公式中的Q替换为2Q后,得到了半带形油气藏中离壁纵向水平井的拟三维产能公式;进一步将si替换为0、so替换为L/2后,得到了半带形油气藏中顶壁纵向水平井的拟三维产能公式。     

复杂边界油气藏中水平井的产能公式——齐成伟公式的应用范围研究

【问题】针对复杂边界油气藏中分支水平井的产能预测问题进行了深入研究。【方法】根据齐成伟建立的圆形油气藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式,【结论】得到了扇形油气藏中水平井的拟三维产能公式;【方法】根据齐成伟建立的带形油气藏中横向水平井拟三维产能公式,【结论】得到了带形油气藏中项壁横向水平井的拟三维产能公式;【方法】根据齐成伟建立的带形油气藏中纵向双分支水平井拟三维产能公式,【结论】得到了带形油气藏中（单分支）水平井、半带形油气藏中顶壁纵向水平井、半带形油气藏中离壁纵向水平井的拟三维产能公式。【意义】该研究拓展了分支水平井拟三维产能公式的应用范围,丰富了产能预测理论。     

带形油气藏中纵向双分支水平井产能计算公式

分支水平井因其具有单井产量高、采出程度高、经济效益好的优势,广泛地运用于低渗透油气藏、页岩气开发.利用齐成伟推导的带形油气藏中纵向双分支水平井的拟三维产能公式,推导出裸眼完井、割缝衬管完井、砾石充填完井方式下的纵向双分支水平井的拟三维产能公式.建议对带形油气藏中横向水平井在各种完井方式下的拟三维产能公式进行研究,并开展对推导的不同完井方式下的拟三维产能公式进行精度和准确性研究.     

分支水平井产能预测公式新体系

为探讨用拟三维产能公式预测分支水平井产能的应用范围,分析并阐述了圆形地层中辐射状分支水平井拟三维产能公式在扇形地层中的应用,以及带形地层中横向和纵向双分支水平井拟三维产能公式在相应变化情况下的应用,形成了分支水平井拟三维产能公式体系     

带形油气藏中水平井方向优选研究

在对比分析齐成伟导出的带形油气藏中纵向双分支水平井和横向水平井拟三维产能公式的差异后,提出了"纵横阻力比"的概念。在笛卡尔直角坐标系中,以穿透比为X轴,以长宽比为Y轴,以纵横阻力比为Z轴,可以绘出纵横阻力比曲面图。观察纵横阻力比曲面发现其只在局部是光滑的,在长宽比较大时呈现出急剧的震荡。同时,得出重要结论——在带形油气藏中,横向水平井的产能远小于纵向水平井。分析齐成伟导出的带形油气藏中裂缝外渗流场之复势公式,认识到约有3/4的石油将流入纵向水平井两端,造成水平井中部石油难以采出。当油气藏长宽比较大,需要采用纵向双分支水平井时,两分支之间的石油可以通过交替关闭一个分支来采出,但每条分支生产段中部的石油仍然难于采出。于是,得出另一重要结论——在带形油气藏中,纵向水平井的采收率远小于横向水平井。     

低渗气藏中分支水平井的产能预测公式

深入应用共形映射理论后,分支水平井拟三维产能公式得到了进一步的研究。这主要表现为弯曲造斜段不生产被引入到圆形油藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式的架构过程中和带形油藏中分支水平井拟三维产能公式的导出。本文采用齐成伟的环形裂缝群复势通式,重复陈小凡等人的推导过程,得出了低渗气藏中分支水平井的产能预测公式。该预测公式在仅有一条分支时可以严格退化为陈小凡等人的低渗气藏水平井产能修正公式。最后,笔者建议将陈小凡等人的低渗气藏水平井产能修正公式推广为适用于齐成伟等人描绘的带形低渗气藏的横向和纵向双分支水平井的产能预测公式。     

分支水平井产能公式的精度分析

为了得到更为先进的分支水平井拟三维产能公式,运用共形映射理论将分支裂缝群模型推广为环形裂缝模型.当生产段完全穿透带形地层时,带形地层中横向水平井拟;维产能、公式的精度与由直线井群得出的精确产能公式差别微乎其微,从而进一步论证了拟三维产能公式的预测精度.当裂缝收缩到接近零而又不等于零时,环形裂缝群复势通式可以近似退化为环形井群复势通式,但不能严格退化;当生产段完全穿透带形地层时,带形地层中横向水平井拟三维产能公式是相当精确的.建议采用水电模拟实验评估分支水平井拟三维产能公式的精度.     

带形地层中水平井方位对产能和采收率的影响

研究了带形地层中水平井方位对产能和采收率的影响。产能方面,在对比分析齐成伟导出的带形地层中横向和纵向双分支水平井拟三维产能公式的差异后,提出了"纵横阻力比"的概念,研究表明带形地层中纵向水平井的产能远大于横向水平井;采收率方面,在水平井激发的三维渗流场可近似为等长裂缝激发的二维渗流场的情况下,根据齐成伟导出的带形地层中横向和纵向双裂缝复势公式绘制了流网图,流网图显示带形地层中纵向水平井的采收率远小于横向水平井。     

带状油气藏中分支水平井产能公式研究进展

系统地总结了带状油气藏中（分支）水平井产能预测研究的始末和历程,认识到齐成伟导出的带状油藏中横向和纵向双分支水平井的产能预测公式（依次简称为“带横公式”和“带纵公式”）是目前最为先进的公式。研究表明：带横公式突破了Меркупов公式在井距很短时不能使用的限制;带横公式在生产段完全穿透带状油藏情况下的退化公式,已被沈瑞等人在中国科学院渗流流体力学研究所进行的砂岩渗流实验所证实;分析了带横公式之退化公式与沈瑞预测式的差异,并给出了沈瑞预测式出错的原因;通过水电相似实验发现,带横公式和带纵公式的预测精度能满足工程要求。最后,总结全文,形成了产能公式体系并给出了未来的研究方向。     

带状高含硫气藏分支水平井拟三维产能预测研究

根据气相渗流与液相渗流的相似原理和Roberts气体相对渗透率与含硫饱和度关系,著名的齐成伟公式被成功改造为带状高含硫气藏中分支水平井的拟三维产能预测公式。根据齐成伟公式的高含硫气藏修正公式,分析硫沉积量和渗透率各向异性系数对产能的影响规律后,取得了硫沉积量对产能的影响大于渗透率各向异性系数、相同井和生产段长的情况下,纵向井产能大于横向井,且两者差值随着含硫饱和度的增大或渗透率各向异 性系数的增大而减小;在带状高含硫气藏中宜打纵向双分支水平井的重要认识。     

齐成伟公式之于带状含硫气藏水平井产能预测

根据气相渗流与液相渗流的相似原理和Roberts气体相对渗透率与含硫饱和度的关系,将齐成伟公式成功改造为带状高含硫气藏中分支水平井的拟三维产能预测公式。根据齐成伟公式的高含硫气藏修正公式,在分析硫沉积量和渗透率各向异性系数对产能的影响规律后,取得了硫沉积量对产能的影响大于渗透率各向异性系数、在带状高含硫气藏中宜打纵向双分支水平井的重要认识。     

多分支水平井产能敏感性分析

多分支水平井是开发低渗透油气藏的重要手段.结合目前先进的多分支水平井半解析产能预测模型,对影响多分支水平井产能的重要油藏因素和井型参数进行了敏感性分析.研究结果表明:油藏供给边界性质及主井筒的展布方位会对多分支水平井产能产生很大影响,其中四周定压油藏边界的影响最明显;在断块油藏中,应将多分支水平井布于油藏中部,根据多分支水平井的泄油面积来确定井网密度.分支长度、分支数目、分支角度是影响多分支水平井产能的重要井型参数,应选择尽可能大的分支长度,三分支以上的分支数目和不小于30°的分支角度.     

多分支水平井的产能计算

为了使多分支水平井产能公式更符合实际,从三维势函数的定义推导出无界地层中多分支水平井三维稳态渗流速度势分布,再根据镜像反映和势叠加原理,推导出了具有边界条件下多分支水平井的三维稳定势分布.以底水驱油藏多分支水平井三维稳定势为例,利用辛卜生公式对势函数进行简化处理,再进行坐标平移和坐标旋转,得出了底水驱油藏多分支水平井三维稳定产能公式.公式中考虑了多分支水平井在油藏中的位置及油层各向异性等因素对水平井产能的影响,引入了多分支水平井各分支流动阻力修正系数.对一口井进行了实例计算,表明新公式求解方法简洁,计算结果符合实际.     

齐成伟带横公式的川渝气藏修正公式

根据气相渗流与液相渗流的相似原理和Roberts气体相对渗透率与含硫饱和度关系,著名的齐成伟带横公式被成功改造为带状高含硫气藏中横向水平井的拟三维产能预测公式。根据齐成伟带横公式的高含硫气藏修正公式,分析硫沉积量、渗透率各向异性系数、带状气藏长度、生产段井筒位置和生产段长度对产能的影响规律后,取得了硫沉积量对产能的影响大于渗透率各向异性系数的重要认识。     

水平井稳态产能公式对比与分析

近年来,水平井稳态产能理论研究日趋成熟,不同求解方法下的水平井稳态产能公式应运而生,但 并不是每个产能公式均适用于所有类型油藏中水平井产能的预测,合理选择产能公式至关重要。以水平 井稳态产能公式研究过程中的拟三维方法、保角变换法以及其他相关方法为基础,对国内外学者关于水 平井稳态产能分析理论的研究进展进行了综述,并结合实例分析了各水平井稳态产能公式在已知油藏中 的适用性。分析表明,Borisov 公式（郎兆新公式）、Giger 公式、Renard-Dupuy 公式（郭肖公式与李真祥 公式）、Fuirui 公式以及陈元千公式适用性较强。该研究为油藏开发过程中合理选择水平井产能公式提供 了理论依据。     

底水驱油藏水平井三维稳态解产能公式

在以往研究有关产能计算公式的基础上，将水平井视为三维线，推导出无界地层水平井三维稳态渗流速度势分布。根据镜像反映和势叠加原理，又导出了底水驱油藏水平井三维稳态势分布，在此基础上得到了三维稳态产能新公式。公式中考虑了水平井在油藏中的位置及油层各向异性等对水平井产能的影响。引入了流动阻力修正系数，它使得产能计算公式更简单、实用、实例计算表明，新公式比二维导出的公式更严密，计算结果更加符合实际。     

分支水平井产能的计算

利用保角变换方法和等值渗流阻力原理推导出了分支水平井产能计算公式,并与Табаков和Joshi提出的公式进行了比较,指出他们的公式没有注意到均匀流量和导流能力无限大的区别,分析讨论了井筒数和水平井筒长度对分支水平井产能的影响.研究表明,一口长水平井产能比总长与之相等的分支水平井产能效果好,本文推导的分支水平井产能公式理论根据充分,可用于实际油藏中分支水平井设计和产能预测.     

分支水平井各种完井方式下的产能分析

本文集成了当前各种分支水平井拟三维产能公式的优点,组合出了更为先进的公式。考虑到各种完井方式下的附加阻力,推导出了适用于各种完井方式的产能公式。     

带形地层水平井开采流入分布实验研究

水平井的流入分布问题,关系到完井优化中的变密度射孔,值得深入研究。为此,深入研究了齐成伟导出的带形地层内横向裂缝和纵向双裂缝的流入分布公式,发现纵向单裂缝的流入分布公式与横向裂缝的流入分布公式在形式上呈现出惊人的对称性。通过齐成伟提出和设计的喷泉实验测得了带形地层内横向和纵向水平井的流入分布,并得出重要结论:裂缝流入分布公式仅在"‘生产段长度’/‘地层厚度’1"且"‘生产段长度’/‘地层宽度’→1(横向井)或大于1(纵向井)"情况下才可以作为带形地层内横向或纵向水平井流入分布的有效近似计算;偏心率对流入分布的影响不大。该结论为完井优化中的变密度射孔研究提供了依据。     

一个预测多裂缝压裂水平井产能的新数学模型

在低渗透油气藏中,沿最小水平主应力方向上钻水平井,可以产生多条横向人工裂缝以提高油气井产能.影响多裂缝压裂水平井产能的主要因素因油藏和裂缝性质,以及井眼轨迹而异.目前尚无一个简单而准确的数学模型来评价和优化这类井的产能,而这正是油藏工程师所迫切需要的.在研究多裂缝压裂油气井现有的分析模型后发现,这些模型描述油井的性能在精度上达不到要求.本文提出了一个简单的分析模型可以更好地描述多裂缝压裂水平井的产能.新模型与储层非裂缝区的径向流、裂缝区流向裂缝的线性流、裂缝中的线性流,以及裂缝中流向水平井井眼的径向流相耦合.该模型可以模拟储层裂缝性区域中任意形状储层截面流体的拟稳定流动状态.在两个实例的研究中发现,新模型所给出的产量与实际产量之间的误差小于5%.本文给油藏工程师们提供了一个简单准确的工具来预测、评价和优化多裂缝压裂水平油气井的产能.