水力压裂水平井产能预测数值模拟

针对水力压裂水平井分别建立了地层与裂缝内的渗流模型,并与水平井筒内的流动模型进行耦合求解,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管压力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解。运用该模型分析了裂缝参数对水平井产能的影响,并对单条纵向裂缝与多条横向裂缝下的产能进行了对比。计算结果表明,针对水平井压裂形成多条横向裂缝,其裂缝条数、裂缝缝长、裂缝导流能力、裂缝间距对水平井产量有一定的影响,其中裂缝条数、裂缝缝长以及裂缝导流能力是影响产量的重要因素,而裂缝间距对产量的影响较小。压开多条横向裂缝的增产效果明显好于压开单条纵向裂缝,因此,水平井开发应采取压开多条横向裂缝的方式,以获得更高的产量。     

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。     

水平井压裂产能预测方法研究与应用

水平井压裂技术是一项新兴技术,在油田得到了越来越广泛的应用.结合Genliang Guo水平井压裂产能预测方法,通过建立不同裂缝形态的水平井压裂物理模型,对产能计算公式进行了修正和改进.现场应用表明,修正后的公式计算精度更高,更加符合现场实际.     

压裂后水平井产能预测新模型

应用复位势理论和势叠加原理等基本渗流理论,进行了数学推导,得出了压裂后水平井的产能计算新模型.该模型通用性强,不仅考虑了多条裂缝之间的相互干扰,而且还考虑了各条裂缝的长度、缝宽、导流能力、缝间距以及裂缝平面与水平井筒之间的夹角对各条裂缝产量的影响.而以往研究中将裂缝按等缝长、等缝宽、等缝间距和等导流能力来计算压裂井产量,在压裂后水平井产能计算中含有偏差.     

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.     

压裂水平井产能影响因素

水平井压裂后一般形成多条裂缝，由于地应力在水平井长度方向上的差异以及压裂工艺技术的限制，形成的多条裂缝在长度、导流能力、与水平井筒的夹角等方面不尽相同，且在生产过程中各裂缝相互干扰，增加了压裂后水平井产能计算的复杂性。结合水平井压后裂缝形态和生产过程中油气在裂缝中的渗流机理，建立考虑裂缝干扰的产能计算模型，并进一步分析了压裂水平井产能的影响因素。结果表明：产量随着裂缝条数、裂缝长度和裂缝导流能力的增加而增加；裂缝与水平井筒夹角越大，产量越高；对于不同的裂缝布局，不同位置的裂缝应该尽量错开排列，根部和端部裂缝的间距小于内部裂缝的间距；由于裂缝的干扰作用，不同位置的裂缝产量不同，处在中间位置的裂缝产量低。图6表4参13     

考虑裂缝与井筒不同夹角的水平井产能分析

水平井压裂后形成的多条裂缝与水平井井筒夹角不尽相同,增加了压后水平井产能计算的复杂性,而水平井的产量预测分析是制定压裂方案的关键技术之一.从裂缝与井筒存在不同夹角的情形出发,结合数学理论和复位势理论、势能叠加原理等渗流理论,应用考虑裂缝干扰的产能计算模型,提出了一个好的数值计算方法.通过大量的实例计算和对比,分析了裂缝...     

分段压裂水平井裂缝形态优化及产能特征研究

水平井分段压裂技术被广泛应用于致密油藏注水开发过程中。为了得到与井网匹配最佳的人工布缝形态,基于水平井采油和直井注水的七点井网,利用数值模拟和流线模拟方法,研究了不同裂缝形态对水平井开发效果的影响,并分析了其产能分布特征。模拟结果表明:纺锤型(双缝)裂缝形态在增加远离注水井的压裂段裂缝(中间裂缝)所在区域流线密度、提高水驱波及效率的同时,使水平段不同位置的裂缝含水较均匀上升,可充分发挥中间裂缝的作用,最终采收率较高。研究结果可为分段压裂水平井的施工设计提供理论指导。     

裂缝参数对水平井压裂产能的影响

选择一种便于常规应用的水平井压裂产能公式，设定一组具有一定代表性且范围较宽的裂缝参数进行计算和分析，以便对各参数的作用和特点有较具体和明确认识。     

含多条垂直裂缝的压裂气井产能研究

根据压裂水平气井的渗流过程，对压裂水平气井的压降进行了分析，将气体从地层流入水平井底的压降分为三部分：一是气体从地层流入裂缝，通过复位势理论和势的叠加原理得出了有关产能的压降公式；二是从裂缝流入水平井段，通过对裂缝微元体的分析得出有关裂缝参数的产能压降公式；三是气体从水平井段指端流入水平井的跟端，通过动量定理得出了压降关系。这样就得出了产量与裂缝半长和裂缝条数等参数的关系模型，由于整个模型的建立都是通过严格的解析方法来得出的，因而该方法与目前所用的方法相比，准确性较高     

考虑井筒压力损失的水平气井压裂产能影响因素分析

不考虑压裂水平气井水平段压力损失的压裂水平气井被视为理想压裂水平气井,其产量为每条裂缝产量之和,这显然不符合实际情况。为此,进行了相关公式的推导并结合中东某气藏气井压裂的实例,分析了在考虑井筒压力损失的情况下裂缝位置、井筒半径和裂缝半长对压裂气井的产能影响。研究结果表明：端部裂缝的产气量高于中部裂缝的产气量;井筒半径对压裂水平井产能的影响有限;裂缝长度对产能有最优值存在,裂缝不是越长就越好。这些结论对实际气井的压裂增产具有一定的指导意义。     

压后水平气井生产动态预测模型

通常压裂后气井产能的计算模型都是针对稳态渗流过程的,倾向于计算无阻流量和稳态产量,而对于整个动态生产过程的模拟则较少被提及。为此,根据复位势理论和势的叠加原理,再结合压裂后水平气井的裂缝形态和气体的流动过程,用严格的渗流力学方法推导出了具有较广泛适应性的压裂水平气井生产动态预测公式。该预测公式既能用于存在缝间干扰的情况,又能够在压裂水平气井裂缝两翼非对称、间距不相等、方位角任意的情况下使用。应用该公式对吉林油田某水平气井进行了实例计算,计算值和实际值的误差为2.6％,并且通过预测公式能够很好地模拟分析裂缝方位、裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距等裂缝参数对压裂水平气井的产量影响,能够满足现场预测产量的需求。     

水平井-直井整体压裂组合井网产量预测模型的建立与应用

针对低渗透油藏水平井-直井整体压裂组合井网中裂缝-基质耦合渗流的特殊性,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,采用流场划分原则,划分渗流区域,建立多条横向裂缝相互干扰的水平井-直井整体压裂组合井网产量预测模型。分析水平井压裂缝长、裂缝条数、裂缝位置及与水平井筒的夹角对井网产量的影响,揭示低渗透油藏水平井-直井整体压裂组合井网开采变化规律,指导油田整体压裂开发方案设计。研究结果表明:裂缝条数越多,裂缝干扰越强,水平井压裂存在1个最优裂缝条数;压裂裂缝沿水平井筒等间距排布时,两端长、中间短的开发效果最好;水平井裂缝产生互相干扰时,裂缝越靠近水平段两端排布,开发效果越好;目标水平井-直井整体压裂组合采用矩形七点井网,水平井压裂裂缝与水平井筒最优夹角为60°。     

致密气藏中压裂水平井的动态分析

将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合 ,获得了预测压裂水平井产能的简单方法 ;系统地分析了影响水平井产能的主要因素 ,其中包括水平段长度、气层厚度、地层渗透率的各向异性以及人工裂缝的裂缝半长等。研究表明 ,在渗透率低于 0 .1× 10 - 3μm2 的致密气藏中 ,压裂裂缝表现为无限导流裂缝的假设是合理的 ;对于给定的气藏 ,存在最佳的水平段长度 ;裂缝半长对产能具有较大影响 ;水平井压裂适用于气层分布稳定、厚度较小、具有一定垂向渗透率的气藏。     

压裂水平井产能预测方法研究进展

水平井压裂技术在低渗透及非常规储层中得到了广泛应用,压裂后水平井的产能预测关系到油田开发方案的制定,因此,国内外学者对压后渗流模型的建立和求解方法做出了不懈的努力。本文详细回顾了国内外学者所建压裂水平井产能预测模型及求解方法,指出了不同模型和求解方法的优缺点,并展望了压裂水平井产能模型的发展方向。     

水平井分段压裂产能电模拟实验方法

为了对水平井分段压裂产能影响因素进行模拟,研究了一种水平井分段压裂产能电模拟实验方法。首先,根据水平井分段压裂后的实际地层情况,模仿研制了一套三维电场模拟装置;然后,根据要模拟的砂体展布特征、油气藏的流动边界类型、水平井在砂体中的井眼轨迹、地层渗透率及地层厚度等,设置电模拟的电解液和电解池尺寸等,根据水平井长度、裂缝高度、裂缝长度、压裂段数、裂缝条数和缝间距等,设置模拟井筒及裂缝;最后,通过采集电流信号,以确定产能的大小。利用该实验方法分别开展了针对某河流相沉积砂体的水平井压裂裂缝形态及位置优化模拟、裂缝条数及间距优化模拟和不同地层厚度对比模拟实验,优化出的结论及参数为现场实施提供了技术支持。这种电模拟实验方法能够精确模拟水平井压裂完井的各项参数对产能的影响,对水平井压裂完井设计具有一定指导意义。     

阶梯水平井产能预测方法

根据质量守恒原理和动量守恒原理,建立了双台阶水平井筒沿程压降模型。通过比产能指数将井筒中的流动与油藏渗流进行了耦合。模型中油藏渗流计算采用JOSHI稳态流动模型,水平井筒摩擦压降计算考虑了壁面流入的影响。并为所建的模型编制了程序,通过实例计算分析双台阶水平井相关参数对产能的影响,认为对于大井眼、小产能水平井加速度压降可忽略,摩擦压降较小,由水平倾角引起的重力压降对产能有较大影响。本文为油藏工程分析和采油工艺分析建立了一种简单、快捷、有效的阶梯水平井产能预测方法。     

多个连通缝洞体的酸压水平井产能预测

由于缝洞型储层储集空间的特殊性,不能应用均质油藏的渗流理论来预测水平井产能.在假设基质不具备储集能力的前提下,从油藏物质平衡基本原理出发,建立了适用于缝洞体系的产能预测模型.该模型不但考虑了缝洞体系通过酸蚀裂缝与水平井井筒连通并向井底供液,还考虑了流体在水平井井筒段流动存在摩阻压降和加速压降的情况.从180 d的模拟结果可以看出:在生产初期,考虑水平段压降的日产量与实际产量相近;而不考虑压降时日产量比实际产量增加了3%左右.表明该模型可为准确预测缝洞体酸压后产能提供参考.     

特低渗透油藏压裂水平井产量递减规律

基于考虑启动压力梯度和压敏效应综合影响的广义达西定律,以椭圆渗流理论和平均质量守恒定律为基础,分别建立了无限导流垂直裂缝井和有限导流垂直裂缝井的不稳态渗流理论,进而通过叠加原理建立了带有任意裂缝条数的压裂水平井产量递减模型,分析了压裂水平井不稳态时期的产量递减规律。结果表明,压裂水平井初期产量比较高、递减比较快,但是产量很快进入缓慢递减、平稳变化阶段。启动压力梯度、变形系数越大,压裂水平井单井产量越低;当启动压力梯度大于0.01 MPa/m以后,对产量及其递减规律的影响显著。压裂缝条数越多、裂缝越长、导流能力越大,压裂水平井产量也越高,递减速度也越快,但随着压裂缝条数、长度和导流能力的增加,产量增幅逐渐变小。