超低渗透油藏水平井压裂优化及应用

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏储层致密、物性差、孔喉细微,是典型的低压、低渗、低丰度油藏,超前注水和水平井分段压裂技术可提高其开发效果.文中以最具代表性的华庆油田长6超低渗透油藏为研究对象,结合注采井网根据水平并段与注水井的相对位置,将常规压裂和体积压裂进行组合设计,在距离水线较近的井段实施小规模压裂,距离水线较远的井段实施大规模体积压裂.该方案的实施,在减小早期水淹风险的同时进一步扩大了储层改造体积,提高了人工裂缝和井网、注水的适配性.同时,开展了8口水平井新型压裂设计的矿场试验,与采用常规压裂设计的邻近水平井相比,试油产量提高20 m3/d左右,投产初期3个月累计产油量提高184t,含水率较低且保持稳定.     

鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂优化设计

鄂尔多斯盆地长7致密油储层致密、油藏低压。储层天然微裂缝发育程度和岩石脆性评价表明,盆地致密油储层物性对水平井分段体积压裂具有良好的适应性。以提高水平井多段压裂井网形式和布缝的匹配性为目的,优化了与注采井网相适配的施工参数,结果表明,实现体积压裂的排量为4~8 m3/min,单段砂量40~80 m3,入地液量300~700 m3,并形成了"低黏液体造缝、高黏液体携砂、组合粒径支撑剂、不同排量注入"的混合压裂设计模式。矿场井下微地震监测对比了体积压裂与常规压裂对裂缝扩展形态的影响,结果显示致密储层采用体积压裂的改造体积和复杂指数是常规压裂的2倍左右,且与井网适配性良好。通过开展致密油开发矿场先导性试验,水平井单井初期产量达到8~10 t/d,第1年累计产油量达2 000 t左右,且无裂缝性见水井,证明对于鄂尔多斯盆地的致密油开发,采用水平井五点井网+混合水体积压裂可以获得较高的单井产量和良好的开发效益。该项技术对其他油田的非常规储层开发有一定的借鉴意义。     

低渗两区复合油藏注水井试井解释模型

为了更加准确地描述注水开发的低渗透油藏动态特征,得到尽可能多的关于储层和测试井的可靠信息,建立了综合考虑井筒储存效应、表皮效应、启动压力梯度、渗透率非均质性等影响因素的低渗两区复合油藏注水井试井解释数学模型,应用贝塞尔函数和格林函数法求出井底压力的Laplace空间解,采用Stehfest数值反演算法得到实空间的解,并对模型的相关参数进行敏感性分析,绘制了井底压降、压力导数与时间的双对数关系曲线。结果表明,外区渗透率相对较低的复合油藏中,井储系数、内区渗透率、外区渗透率、内区半径是敏感因素;表皮因子和启动压力梯度不是敏感因素。     

水平井压裂混合井网的优化设计

目前水平井压裂主要针对单井,水平井压裂混合井网的设计还处于探索阶段。水平井压裂井网设计时,应充分考虑水平井、直井联合布井以及水平井采油、水平井注水、直井采油、直井注水等影响。应用压力云图表征技术,使用水平井压裂产能优化设计软件,分析平行混合井网和混合反九点法井网对产能的影响及预期的经济效益。不同井网的整体压裂效果差别较大,混合反九点法井网注采效果较好。     

多级压裂水平井试井解释软件的研制及应用

为适应我国低渗透油气藏水平井压裂的发展,结合低渗透油气藏地层特征,在现代不稳定试井理论的基础上,综合应用拉氏变换、镜象反映、叠加原理、Green函数、Newman乘积等技术,推导出复杂边界条件下考虑井储和表皮的多级压裂水平井试井解释模型拉氏空间解析解。在这一理论基础上,利用Visual Basic6．0语言编写了多级压裂水平油气井试井解释软件（考虑压裂裂缝条数在15条以内）。利用自编软件,解释了一口压裂水平气井的压力恢复资料,解释结果与Saphir4．10软件基本一致,验证了该软件的准确可靠性。该解释软件已在现场成功应用,为低渗透油气藏不同边界多级压裂水平井的试井解释奠定了基础。     

弱渗透铅直补给油藏中水平井简捷试井分析方法

本文用瞬时源Ｇｒｅｅｎ函数解的方法，研究了水平井在有铅直方向补给（包括油藏封闭和有底水的情形）的无限大油藏中三维不定常渗流；从Ｇｒｅｅｎ函数解出发，经过合理的近似，直接计算出实空间内的压力数值解。讨论了水平方向无限延伸的油藏中水平井压力降落诊断曲线：１．上、下封闭型油藏：初期径向流→第二径向流（当Ｚｗｄ≠０．５，ＬＤ较大时）→中期线性流→中期径向流，此外，当ＬＤ较小时，球形流代替中线性流，２．有底     

压裂水平井裂缝布局研究

针对低渗透油藏压裂水平井裂缝参数难确定的问题,为了研究裂缝对于水平井生产效果的影响,在某低渗透油藏概念模型的基础上,运用数值模拟方法对裂缝间距、裂缝长度布局和裂缝与井筒夹角等参数进行研究。结果表明,针对某一特定油藏,存在裂缝间距最优情况,裂缝U型布局是最优的,特别对于低渗透油藏,两端裂缝贡献尤为明显,裂缝与井筒正交时效果最好,夹角大于50°时,对生产效果影响较小。实际油藏应根据不同的油藏参数来考虑优化各裂缝参数。     

致密油藏体积压裂水平井压力特征

为研究致密油藏水平井体积压裂改造后的储层和渗流特征,文中建立了考虑基质应力敏感性的体积压裂水平井复合试井模型。内区为压裂改造区,由多级压裂水力裂缝与双孔介质模型共同表征;外区为非改造区,由单孔介质模型表征。应用叠加原理、Laplace变换、Stehfest数值反演和摄动变换技术进行求解,得到了体积压裂水平井试井模型的井底压力特征曲线。研究结果表明,体积压裂水平井的渗流可以划分为裂缝双线性流、垂直于裂缝的线性流、裂缝拟径向流等7个特征阶段。敏感性参数分析表明,致密储层的应力敏感特征在试井解释中不可忽视,渗透率模数、储容比、窜流系数、水力裂缝条数和水力裂缝导流能力对压力和压力导数特征曲线会产生较大的影响。     

低渗透油藏中水平井的非牛顿幂律流体不稳定渗流的研究

从水平井椭球流态出发,对于非牛顿幂律流体,在椭圆坐标内分析了具有启动压力梯度的低渗透油藏中水平井的稳定及不稳定压力动态,即椭球供给边界油藏中的近似压力分布和产能公式;分析了启动压力梯度对原油生产的影响;启动压力梯度增大,产量降低;对于不稳定渗流,得到了双重孔隙介质含启动压力梯度油藏中非牛顿流体水平井的三维不定常试井公式,并绘制了理论图版,所得近似的压力分布公式以及试井公式均有常规项（不考虑启动压力     

干扰试井在江苏油田低渗油藏中的应用

经对未成功井例的总结，在取得认识的基础上，指导了陈堡地区两对井组间的干扰试井，落实了赤山组与泰州组间隔层的分隔状况，为区块开发方案的调整提供了科学依据。     

水平井注采井网优化

为查明水平井注采井网的开发效果及其与传统直井注采井网的区别，采用数值模拟方法研究水平井注采井网部署方案。结果表明：与直井注水相比，水平井注采井网可形成线性驱动，推迟注入水突破时间、提高波及效率、改善油藏开发效果；水平井水平段压力损失影响水平井注水开发效果，平行对应反向井网考虑了压力损失的影响，可有效地克服压力损失造成的注入水局部突进现象，平行交错反向指指井网既考虑了水平段压力损失的影响，又可扩大井网控制面积，为最优的水平井注采井网；对于均质薄层油藏，水平井在油藏中位置的变化对开发效果的影响不明显。水平井注水技术在哈得4薄砂层油藏的开发中起到了降低注入压力、增加注入量、有效保持地层压力的作用，所设计的水平井注采井网应用效果良好。图13表4参31     

压裂水平井井网参数自动优化研究

应用压裂水平井井网开发低渗透油气藏时,选择合理的井网参数、裂缝参数是获得良好开发效果的重要保证.针对常规正交优化算法存在的局限性,应用遗传算法对水平井长度、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、井距、排距等参数进行了优化设计研究,利用数值模拟软件与编程软件的调用接口,编制了压裂水平井井网自动优化软件,实现了智能化操作,极大提高了工作效率.应用结果表明,利用所建立的方法进行压裂水平井井网参数优化,优化结果比常规正交优化算法提高10%,具有较强的实用性.     

多重复合低渗透油藏注水井压力动态分析

低渗透油藏岩性发育不均匀,常表现为多重复合油藏特征。这一特点难以从油井测试资料中观察到,而在水井测试资料却有所反映。水井测试资料曲线往往存在后期多次上翘现象,而显示出油水井间的地层特点。但是,对这些资料的解释具有一定难度。在前人研究的基础上,建立了多重复合油藏试井理论模型,研制出理论图版,分析了压力动态特征。文中列举出油水井对应测试的分析实例,以此说明加强低渗透油藏注水井压力动态分析的必要性。     

压裂水平井试井解释模型研究

水平井分段压裂是低渗油气藏增产的重要措施之一。针对压裂水平井的试井分析,开发出压裂水平井无限导流多裂缝渗流的半解析数学模型。该模型是一类求解无限导流多裂缝系统的井底压力和流率分布的通用机制,通过更换离散裂缝单元的压力响应,即可计算其它的油藏条件下的压力响应。分析讨论了压裂水平井的典型曲线可能展现出的裂缝线性流、裂缝拟径向流、系统线性流和系统拟径向流的4种流动机制,裂缝线性流之后的可能出现裂缝拟径向流期压力导数水平段,容易被误解为全系统的径向流段。通过现场实测资料证实了与理论动态的一致性。针对试井解释计算的实时性要求,提出了压裂水平井压力动态的快速近似计算模型,该模型可进一步应用于压裂水平井产能评价与生产动态预测。     

注采井间连通裂缝参数干扰试井解释模型

针对超低渗透油藏中注采井间裂缝参数难以确定问题,运用物质平衡原理和叠加原理等方法,建立了一种注水井与采油井井间连通裂缝参数干扰试井解释模型,得到了注水井井底压力解,并绘制了典型图版,典型图版曲线反应了3个主要的流动段：早期线性流、中期流和晚期径向流。将研究成果应用于华庆油田元284区块的庆平A1井组,对其进行试井解释,确定了元A1-43井与庆平A1井的第3条裂缝连通,井间连通裂缝长度为415m,井间裂缝无因次导流能力为8。该模型可以较为准确地计算出注采井间的裂缝参数,从而反映出有效的地层信息。研究内容可为超低渗透油藏注采井间裂缝性连通干扰试井解释提供理论依据。     

带有多条2D裂缝的压裂水平井试井分析

压裂水平井技术是实现油田增产的重要手段,而试井技术是压裂水平井技术的关键。在分析国内外压裂水平井试井模型和试井解释方法的基础上,针对2D裂缝,着重研究了压裂水平井多裂缝系统的试井模型和解释方法,并分析了其压力动态特征。     

低渗透气藏水平井井底压力动态

从渗流理论出发,建立适用于低渗气藏水平井的渗流数学模型,运用考虑＂启动压力梯度＂影响的Lord Kelvin点源修正解、杜哈美叠加原理修正公式和泊松叠加公式等方法,求解低渗气藏水平井的点源解,通过计算得到无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在其基础上分析了低渗气藏水平井渗流特征及其影响因素。     

压裂水平井半解析产能预测方法在低渗透油藏中的应用

将压裂水平井半解析产能预测方法应用于实际油田压裂水平井的产能模拟,与现场的生产数据相对比,计算结果的准确性较高。该方法避免了解析方法和有限差分数值模拟方法的不足,且简单易行,完全可以满足现场应 用的要求。利用压裂水平井半解析产能模型,结合我国实际的低渗透油田,对影响压裂水平井产能的几个重要因素进行了分析,并得出了一些有益的结论。结果表明,裂缝井的产量随着裂缝条数、裂缝长度、裂缝高度的增加而增加;当裂缝与水平井夹角成90°时,裂缝井产量随裂缝长度的增加而线性增加,随着夹角的减小,这种增加的趋势变缓;为了获得较高的产量,裂缝与水平井最优夹角应为75°-90°,裂缝高度应至少达到油层厚度的70％;在裂缝总长度一定的情况下,为了避免缝间干扰造成产量损失,压裂时应尽可能使两侧缝长大于中间缝长。     

多级压裂水平井试井分析方法研究及应用

随着油田开发逐渐深入到低渗透储层,大规模多级压裂水平井普遍应用。为准确评价此类储层,依据渗流力学基本原理,进行多级压裂水平井试井分析方法研究,建立了复杂边界条件下考虑井储和表皮的多级压裂水平井不稳定渗流解析模型,绘制了压裂水平井压力和压力导数双对数曲线理论图版,通过典型曲线拟合分析计算储层动态参数。通过实例分析,该方法可对多级压裂水平井进行试井解释,给出储层动态参数,对油藏进行综合、正确评价。