径向井立体压裂裂缝扩展数值模拟

基于有限元-无网格法,考虑压裂液流动与岩石基质变形的耦合作用,建立了径向井压裂裂缝扩展数值模型,模拟了径向井压裂裂缝形态,定量表征了径向井对裂缝的诱导作用,揭示了方位夹角、水平主应力差与岩石基质渗透率等对裂缝形态演化的影响机制。研究表明,同层双分支径向井压裂时径向井间存在挤压作用,当径向井沿最小水平主应力方向对称分布且方位夹角大于15°时,挤压作用减小了径向井的裂缝引导长度,当径向井沿最大水平主应力方向对称分布时,挤压作用增大了径向井的裂缝引导长度。裂缝形态由径向井的纠偏作用、径向井间的挤压作用与最大水平主应力的偏转作用共同控制。当径向井沿最小水平主应力方向对称分布时,径向井的裂缝引导长度随着方位夹角的增大逐渐减小,当径向井沿最大水平主应力方向对称分布时,径向井的裂缝引导长度随着方位夹角的增大先减小后增大。径向井的裂缝引导长度随水平主应力差的增大而减小。岩石基质渗透率增大,径向井周围基质的孔隙压力增大,对裂缝的诱导作用增强。     

径向井远端压裂电模拟实验研究

依据水电相似原理,设计径向井远端压裂电模拟实验模型,研究在裂缝为横向裂缝且径向井筒内摩阻较高的条件下,裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度不同时径向井远端压裂的渗流场分布规律.研究结果表明：等压线以裂缝为长轴呈椭圆分布,在径向井筒附近以径向井筒为长轴呈椭圆形状,在远井地带接近圆形;在裂缝端部和径向井筒端部等压线发生明显的弯曲,沿着径向井筒等压线变化平缓;相同电压差的等压线在裂缝附近比较集中,在径向井筒附近及远井地带比较平缓;径向井远端压裂时裂缝数量和裂缝长度存在一最优值,裂缝间距不宜过小,应尽量增加裂缝间的距离.     

压裂水平井的多模式裂缝网络试井模型及参数评价——以吉木萨尔页岩油为例

大型压裂技术是高效开发页岩油的重要手段之一,经过大型压裂后井筒周围会形成复杂裂缝网络,压后裂缝参数反演是压裂效果评价和开发参数优化的关键,但目前的渗流和试井模型难以满足页岩油复杂缝网反演的需求。为此,研究了页岩油压裂水平井复杂缝网的表征问题,建立了页岩油多模式裂缝网络半解析试井模型,包括体积压裂模型、压裂复合模型及离散缝网模型,利用点源方法、半解析方法和拉普拉斯变换等求解了多模式裂缝网络半解析试井模型,并开展了数值验证,划分了流动阶段,分析了流动段特征。在建立的多模式裂缝网络半解析试井模型基础上,对试井特征曲线进行了敏感性分析,并建立了试井曲线拟合方法,辅以生产历史拟合法,初步形成了基于试井理论的页岩油多模式裂缝网络参数评价思路。采用建立的缝网参数评价方法对吉木萨尔页岩油压裂水平井JA井与JB井进行分析,评价了裂缝网络参数,包括缝网几何形态、主次裂缝半长、主次裂缝导流能力、裂缝闭合前存储系数、裂缝闭合后存储系数和裂缝闭合时间等,并通过实例应用证明了复杂缝网参数评价方法的可靠性和实用性。     

页岩油储层压裂井间干扰条件下受干扰井排采特征——以吉木萨尔页岩油储层为例

为提高页岩油储层单井动用程度、维持高产量生产,开发井距不断缩小,导致压裂井间干扰现象频发,受干扰井排采特征尚不明确。以多区复合模型为基础,结合双重介质等效压裂缝网模拟方法,建立干扰井和受干扰井数值模型,将页岩油储层受干扰井排采划分为闷井、返排、早期生产3个阶段,对压裂井间干扰条件下受干扰井的排采特征进行了研究。研究表明：闷井阶段邻井压裂干扰延缓了受干扰井地层缝网中压力衰减速度,干扰对生产的影响程度取决于裂缝连通类型;早期生产阶段,随井间连通裂缝条数的增加,压裂井压力受影响程度增大,受干扰井产量增加,但增加幅度受连通裂缝数量影响表现出明显差异。该研究为明确页岩油储层压裂井间干扰条件下受干扰井排采特征、制定合理的压后排采制度提供一定的指导。     

玛湖凹陷风城组页岩油巨厚储层直井体积压裂关键技术

玛湖凹陷风城组页岩油储层砂体埋藏深、厚度大、整体含油、基质致密、富含金属离子,压裂面临着纵向动用程度不足、裂缝复杂程度低、加砂风险高、常规胍胶压裂液不配伍等改造难点.为充分释放其页岩油勘探潜力,通过精细描述储层力学性质,评价缝网形成的主控因素,建立可压性指数计算模型,结合人工裂缝纵向扩展能力优选射孔簇及层间距,形成了纵...     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油立体井网整体压裂设计技术研究与实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油成藏条件复杂,储层非均质性强,持续稳产能力差,油田开发经济效益较差。为探索吉木萨尔凹陷页岩油规模开发可行性,新疆油田逐步加大勘探开发力度,历经10年研究与实践,以实现“缝控储量”为改造目标,立足高效低成本设计理念,形成了“高密度布缝+高强度改造+低成本材料”为特色的体积压裂技术体系。在开发向平台化、多层系模式转变下,需攻关研究立体井网整体压裂技术,提高油藏采出程度。通过地质工程一体化研究,形成大平台整体改造设计方法;结合对压裂时间、段间应力场动态变化的精细描述,确立大平台施工顺序优化方案;基于精细地震解释,建立压裂时套管变形风险分级预测技术和控制措施。2021年,完成吉木萨尔页岩油首个立体开发平台整体改造现场试验,实现压裂零丢段和钻塞无遇阻的安全压裂指标,整体生产效果大幅提升,为吉木萨尔页岩油高质量建产树立了优质范本,有力支撑了国家级陆相页岩油示范区的高效建设。     

压裂水平井的产能研究

目前国内在多裂缝水平井流入动态的计算方法、压裂水平井在低渗透率油藏中的开发动态、水平压裂气井的渗流过程，以及水平井筒内压力损失对产能的影响等方面的研究工作中取得了初步的进展；而国外的学者主要针对产能预测方法、裂缝条数的优化、外侧裂缝间距等问题做了进一步的研究和探讨。研究认为，横向缝的生产效果好于纵向缝，压裂水平井的开发效果和经济效益均优于压裂垂直井；压裂裂缝条数以3～5条为好，最佳裂缝长度和导流能力与储层渗透率有关；井筒长度存在一个最优值。未来的研究方向和工作重点主要是缝、筒、层内的流体流动特性等方面的问题。     

裂缝性油藏压裂井产能数值模拟模型研究与应用

研究的裂缝性油藏渗流介质包括人工压裂裂缝和天然微裂缝、大裂缝及基质，将大裂缝与基质的物质交换在微裂缝系统中加以描述，建立了含大裂缝的多重介质渗流数学模型，研制了裂缝性油藏压裂后生产动态模拟器，结合塔里木盆地塔河奥陶系裂缝性油藏参数，综合研究了天然裂缝、人工裂缝对压裂后产能的影响。研究表明：天然裂缝渗透率是影响压裂后产能的重要因素之一；人工裂缝的导流能力随生产时间递减对压裂后产量有重大影响。压裂可能导致天然裂缝污染，应采用低伤害压裂液体系。最大限度地减小对天然裂缝的伤害；增加人工裂缝长度可以改善流体沿裂缝向井底的流动性能，但随着压裂液滤失量的增大对天然裂缝的污染会加重、加深，应确定合理的压裂施工规模以获得合理的裂缝长度，避免导致裂缝长度增加而产量下降。裂缝系统连通差、渗透率较低的油藏，实施压裂也难以获得理想的增产效果；含有大裂缝的井压后产量明显高于不含大裂缝的井，但易形成水窜，可导致油井压裂后含水上升较快。图3表1参9     

从闷井压力反演页岩油水平井压裂裂缝参数和地层压力

页岩油压裂水平井投产前普遍先闷井,为快速评价体积压裂效果,提出基于页岩油藏闷井压力数据的压后评估方法。通过闷井数值模拟,表征压裂水平井缝网改造区域的压力扩散与流体运移规律,并建立闭合后线性流计算模型和裂缝储集控制数学模型,形成反演裂缝参数与地层压力的计算方法。结果表明,压裂停泵后改造区域依次经历井筒末段裂缝控制、全井段裂缝控制以及储集层基质控制下的9个流动阶段,其压降导数在双对数坐标下为不同斜率的多个直线段;应用于吉木萨尔凹陷4口典型页岩油水平井,证明了闷井压力数据能用于裂缝参数和地层压力反演,也验证了提出方法的适用性,可供评价压裂作业效果和优化平台井距借鉴。     

页岩油致密储层一体化压裂裂缝穿层扩展特征

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷纵向上连续发育多套致密砂泥岩产层组,采用穿层压裂技术改造时,对水力裂缝垂向扩展规律认识不清,因此,文中基于水力裂缝三维穿层扩展模型,研究了应力差和岩性界面强度对水力裂缝扩展的影响.结果 表明:根据水力裂缝与岩性界面作用方式的不同,裂缝呈钝化缝、T形缝、鱼骨缝和穿层缝等4种扩展形态;当垂向应力差异系...     

体积压裂直井油气产能预测模型

在直井体积压裂过程中,由于地质和工程等因素的影响,压裂井的裂缝分支数和长度具有多样性。但目前提出的分支裂缝井产能预测模型主要针对2分支、4分支和对称多分支无限导流裂缝井,这些都是实际情况的特例,具有很大的局限性,缺乏一个适用于体积压裂后通用的不对称多分支裂缝井产能预测模型。为此,基于稳定流理论,应用保角变换,推导了完全不对称多分支裂缝直井产能预测模型,并利用已有的研究成果来检验模型的准确性。同时,通过实例,分析了地层渗透率、厚度、流体粘度、裂缝长度、裂缝导流能力和裂缝分支数对裂缝井产能的影响。结果表明,经过特殊取值,由新建模型可得到目前常用模型,准确性得以验证。通过分析发现,随着裂缝长度和导流能力的增加,裂缝井产能增大,但产能增幅随供给半径的增大而减小;随着裂缝分支数的增大,裂缝井产能增加,但增幅随分支数的增大而变小。     

基于测井数据体的页岩油储层可压裂性评价

我国某个页岩油储层为例来对页岩油储层可压裂性进行评价,断裂韧性指数与脆性指数通过已压裂井测井数据计算得出,结合这两种指数来建立可压裂性评价模型,为页岩油工程甜点的筛选与产能预测提供依据.     

压裂充填井产能预测的分析方法

在压裂充填井表皮因子的组成基础上,提出了压裂充填井产能预测的拟表皮系数分析方法,该方法考虑了裂缝伤害、环空砾石和射孔砾石充填对井产能的影响。运用新模型进行了实例计算和分析,结果表明该模型可满足工程需要。瓶颈裂缝可引起井产能急剧下降,压裂液滤失也对井动态有一定的负面影响。     

非均质致密油储层水平井体积压裂产能预测

针对致密油水平井体积压裂产能预测方法不成熟、常规计算方法误差较大的问题,运用裂缝离散单元的半解析方法,建立非均质致密油储层水平井体积压裂产能模型,通过对裂缝和基质内多层流动的耦合求解,得到水平井定压条件下产量的变化情况。研究方法适用于压后大液量返排的水平井产能预测。应用研究成果对目标致密油试验区20口水平井进行预测,符合率达86.4%。研究成果对于丰富致密油开发方案编制具有重要意义。     

水平井和大位移井压裂后产能预测模型研究

对水平井和大位移井进行压裂,投资大,技术难度大.为使整个压裂经济有效,要有必 对压裂后的产能进行预测.建立裂缝-油藏三维两相渗流模型及数值差分方程,将大位移井穿越的各产层作为一个整体考虑,采用数值模拟方法可以预测水平井和大位移井压裂后的产能.     

页岩油水平井压裂渗吸驱油数值模拟研究

为了提高压裂页岩油水平井产量预测精度、优化闷井时间及压裂液用量等参数,建立了一种考虑压裂液注入、闷井渗吸及开井生产的压裂页岩油水平井油水两相渗流数学模型,利用控制体积有限元法求其数值解,模拟了渗吸作用下基质–裂缝油水置换的过程,获得了油水压力场、速度场、产量及含水率的动态变化.分析了压裂渗吸驱油特征,优化了闷井时间和压...     

苏北盆地页岩油体积压裂技术研究与应用

随着勘探开发技术的不断发展,页岩油不断取得重大突破,以压裂为主要改造措施的开发技术成为页岩油领域研究的热点.苏北盆地泥页岩发育良好,开发潜力巨大,通过对苏北盆地页岩油储层特征分析,按照"主攻甜点,肥瘦兼顾"的整体思路,采用分段体积压裂工艺改造,施工顺利,通过裂缝监测显示,达到了体积压裂造复杂缝的目的,形成了苏北盆地页岩...     

压裂水平井裂缝与井筒成任意角度时的产能预测模型

通常采用裂缝与水平井垂直时的产能公式预测低渗透油田压裂水平井产量,而对于裂缝与水平井成任意角度时的产量预测并没有针对性的计算公式,若采用垂直裂缝压裂水平井产能预测公式则使计算结果与实际生产结果偏差较大.为了使压裂水平井产量的预测更加符合实际,综合考虑水平井压裂时的有效缝长及裂缝与水平井所成角度两方面的因素,引用了缝长因子,应用位势理论和叠加原理基本渗流理论,建立了压裂水平井产能预测模型.对S油田某一口水力压裂水平井的产量进行了预测,该井在2008年6月的产液量为4.2t/d,根据该模型预测的产液量为4.5t/d,相对误差为7.1%,验证了该模型的可行性和实用性.     

页岩储层压裂裂缝扩展规律及影响因素研究探讨

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势.全球"页岩气革命"推动页岩气勘探开发技术得到了迅速发展,水力压裂成为页岩气高效开发的关键技术之一.为了实现致密页岩储层的商业开采,必须通过大规模全井段储层缝网体积改造才能获取经济产能.目前复杂裂缝网络的形态和扩展规律仍是压裂施工中面临的关键难题,严重...     

煤层气径向水平井压裂室内试验与产能数值分析

煤层气径向水平井压裂工艺,即先在目标煤层钻成单层或多层径向水平井、再进行水力压裂改造,有望成为一种解决我国煤层气单井产量过低问题的有效手段。为研究该工艺在煤层中的压裂效果,采用大型真三轴水力压裂试验设备对径向水平井压裂过程进行了物理模拟,得到了3种裂缝形态,并依据试验结果分析了井眼参数对裂缝起裂与扩展的影响规律;同时,采用油藏数模软件对径向水平井压裂后的煤层进行建模,对不同完井方式的产能对比,论证了径向水平井压裂对于煤层气高效开采的巨大潜力,指出径向水平井压裂应当以"一平多纵"的缝网形态为设计目标,并给出了具体的工程设计建议,为该技术在煤层气开发中的应用提供了理论依据。