致密油藏水力压裂复杂缝网单井产能预测

致密油藏压裂裂缝的非线性扩展特征具有统计自相似性,可以采用类分形分叉树状网络来表征压裂复杂裂缝网络系统。基于流体扩散理论和压降叠加原理,采用半解析方法建立了相应的油藏渗流和裂缝渗流数学模型,通过迭代求解,对压裂井的不稳定产能进行预测,并分析了产能影响因素：基质渗透率越小,分支缝产量贡献比越大;生产初期,分支缝产量贡献较小,拟稳态阶段,分支缝产量占总产量比例迅速增加,稳产时间延长;裂缝系统越复杂,有效裂缝接触面积越大,产量越高;分支缝导流能力越大,产量越高;复杂缝网和分支缝导流能力的提高,有利于致密油藏压裂井的高产、稳产。     

水力裂缝设计对凝析气藏产能的影响

通过对凝析气藏水力裂缝伤害的机理分析,提出一种计算模型,预测凝析气藏压裂井的产能,量化气体渗透率降低对产能的影响,进而优化凝析气藏水力裂缝设计。这种模型的独特性主要倾向于必要的裂缝长度,目的是弥补凝析液析出产生的伤害。该模型也为准确计算用来优化凝析气井产能的压力降提供了依据。     

压裂水平井生产动态模拟器研制

水平井压裂通常是获得经济产量的必要措施，正确预测压裂后水平井的生产动态并进行水平井优化参数设计就显得相当重要。文章结合油藏-裂缝网格系统划分及IMPES差分方法，建立了压裂水平井三维两相生产动态数值模拟模型，模型中将油藏和裂缝当作一个渗流系统处理，针对裂缝划分了不等距油藏-裂缝系统网格，差分后形成大型７对角线性方程组，采用逐次线松弛方法迭代求解，研制开发了水平井压裂数值模拟器，可以模拟不同裂缝条数、裂缝间距以及储层参数和裂缝参数对生产动态的影响。与现场水平井实例对比，证明了模拟器计算结果合理可靠，具有推广和使用价值。     

裂缝性地层水力裂缝张性起裂压力分析

 室内实验和矿场压裂实践表明,裂缝性地层水力裂缝在近井区域可能扩展为复杂的径向缝网,这与均质地层水力压裂产生的平面对称双翼裂缝具有巨大差异。由于水力裂缝延伸形态受起裂和延伸2个过程的控制,为此,研究裂缝性地层水力裂缝起裂机制是认识径向缝网扩展的前提。基于弹性力学和岩石力学理论,考虑天然裂缝与射孔孔眼相交,结合张性起裂准则,建立裂缝性地层水力裂缝沿天然裂缝张性起裂的起裂压力计算模型。计算结果表明：天然裂缝与孔眼相交点越靠近孔眼指端,张性起裂压力越小;天然裂缝与孔眼相交点越靠近孔眼顶部,张性起裂压力越小;受天然裂缝和水平地应力方位的影响,井眼周向上不同方位孔眼的张性起裂压力差可能急剧减小,这种作用效应将导致水力裂缝从井眼周向上不同方位的孔眼同时起裂延伸,产生径向缝网。实例计算表明,文中建立的起裂压力模型计算精度高,计算结果可靠,可用于裂缝性地层水力裂缝起裂压力计算和径向缝网扩展分析。     

重复压裂气井产能模拟研究

由于重复压裂气井原有裂缝的失效程度难以评价。导致重复压裂气井的产能预测常常有很大的误差。为此，根据重复压裂气井的压前产量和舍水率，拟合了原有裂缝的有效率，在考虑新裂缝和原有裂缝共同作用的情况下，建立了气、水两相平面二维的裂缝-油藏数学模型，通过对模型的数值求解，对重复压裂气井进行了产能评价。研究表明，在考虑新、老裂缝共同作用下的产能评价方法，能更为准确地预测重复压裂后的生产动态情况，对压裂时机的确定、压后经济效益的预测都具有重要的指导意义。     

重复压裂初裂缝有效率评价方法

在对重复压裂井进行产能评价时,常常认为初次压裂形成的裂缝完全失效,这种考虑与实际情况是不相符合的,导致对重复压裂井的产能预测有很大的误差。为此,建立了裂缝有效率评价及重复压裂井产能评价的数学模型和模型的数值求解方法,考虑只有初裂缝存在,根据重压前的产量和含水率,通过调整初裂缝的各参数,拟合计算了初裂缝的有效率。在考虑重复压裂裂缝和初裂缝共同作用下,对重复压裂井进行了产能评价,验证了重复压裂井中初裂缝的有效性。     

CO2或N2压裂凝析气藏后近缝带烃类的相态分析

以中原白庙凝析气田白52井为例,研究了C02或N2压裂停泵时刻裂缝周围的相态变化.首先分析了压后近缝带烃类组分和相态,然后借助牛顿-拉夫森算法,对烃类的相态变化及凝析油饱和度进行了计算,得到了凝析气藏近缝带不同温度和压力下烃类的相态分布情况,以及随着地层中注入气体摩尔分数变化,烃类相态的变化情况.同时,对注入C02或N2后的相态变化結果进行了定量对比分析.结果表明,注入CO2或N2在储层中的摩尔分数不同时,它们对烃类相态的影响程度是不同的;储层中注入相同摩尔分数的CO2或N2的优劣程度也是不一样的.这对优化凝析气藏压裂的气体类型、气体用量、排量及压裂规模,提高我国低渗透凝析气藏压裂井产量和采出程度具有重要的现实意义.     

裂缝高度影响因素分析及控缝高对策技术研究

在水力压裂和酸压过程中,裂缝会沿着缝高方向延伸.当裂缝延伸超出产层进入上下隔层时,不仅造成压裂液资源的浪费,而且难以达到设计要求.研究压裂过程中控制裂缝在高度方向上延伸的诸因素,分析了单因素条件下的裂缝高度变化趋势.针对不同因素对裂缝高度的影响,调研了针对这些因素的控缝高压裂技术.     

页岩油储集层压后焖井时间优化方法

建立了考虑毛管压力、渗透压、膜效应以及弹性能的压裂-焖井-生产多过程多相流模型,提出了以产能最大化为目标的页岩油水平井分段多簇压裂后焖井时间优化方法,采用现场生产数据和商业软件验证了该模型的准确性。基于该模型和方法,根据现场压裂压力数据反演裂缝参数,建立物理模型,模拟了压裂、焖井以及生产阶段储集层孔隙压力、含油饱和度的变化动态,并研究了7种因素对最优焖井时间的影响规律,通过开展正交实验明确了最优焖井时间的主控因素。研究表明,随着焖井时间增加,累计产量增量先快速增加后趋于某一稳定值,变化拐点对应的焖井时间为最优焖井时间。最优焖井时间与基质渗透率、孔隙度、毛管压力倍数及裂缝长度呈非线性负相关,与膜效率、注入液体总量呈非线性正相关,与排量呈近线性正相关。对最优焖井时间的影响程度从大到小依次为注入液体总量、毛管压力倍数、基质渗透率、孔隙度、膜效率、压裂液矿化度和排量。     

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水力压裂几乎都是在套管井中进行的，射孔参数必然要影响到压裂施工参数设计，甚至影响到压裂效果。章将套管和岩石视为具有不同性能的两种材料，应用引进的CAD／CAE／CAM Pro/E有限元软件在SGI工作站上计算得到了射孔孔眼周围的应力分布，根据主应力方位可以确定压裂裂缝方位，结合岩石破裂准则可以得到水力压裂施工破裂压力。为优化射孔参数和设计压裂施工压力提供了分析方法。