大厚层致密砂砾岩油藏直井多段压裂开发研究

针对纵向厚度比较大的低渗砂砾岩油藏,须选用直井压裂多段纵向裂缝的开发方式,本文采用数值模拟的方法展开研究.首先对比了分别采用分支水平井和多段压裂直井两种开发方式在厚层低渗油藏里的效果;然后分析了裂缝导流能力、供油面积、地层渗透率等产能影响因素,做出裂缝长度、Cf/Km(裂缝导流能力与地层渗透率之比)与累产的图版以用于压裂设计优化,同时研究了韵律与极差对开发的影响;最后研究了裂缝长度、高度、间距分布等布缝原则,以指导实际压裂方案。     

特低渗透油藏压裂水平井衰竭开采参数优选研究

为深入系统地研究压裂裂缝各参数对水平井开发效果的影响,应用特低渗透油藏非线性渗流数值模拟软件,以长庆油田某区块为研究对象,给出特定区块的最优裂缝参数,并分析各裂缝参数的敏感性。结果表明,在特定储集层渗透率条件下,压裂水平井具有最优的水平井长度、裂缝形态、裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力;通过不同渗透率级别和水平井长度下的裂缝参数优选可知,对于压裂水平井衰竭开采效果最为敏感的参数是裂缝条数,其次是裂缝长度,裂缝导流能力最为不敏感。     

考虑渗透率时变及启动压力梯度的特低渗油藏CO2吞吐裂缝参数优化

对于冀东G5区块特低渗偏致密油藏的地质特点,注CO₂吞吐开发是一种很有效的开发方式,其中压裂裂缝参数是其中的关键问题。而考虑到特低渗的非线性渗流特点,本文中首次考虑了CO₂吞吐过程的启动压力梯度问题以及注采中地层压力交替变化引起的渗透率时变的耦合性影响,在此基础上研究水平井裂缝级数、分布方式、长度、导流能力等参数对CO₂扩散以及吞吐效果的影响,并进行了优化,结果表明穷压力梯度和渗透率都会减弱CO₂吞吐的效果,其中启动压力梯度的影响大于渗透率时变,同时在考虑启动压力和渗透率时变情况下,交错布缝效果更佳,最优裂缝条数8条,裂缝长度150m,裂缝导流能力20μm^₂.cm。     

低渗透油藏直井体积压裂产能评价新模型

体积压裂在低渗透油藏中应用广泛,产能评价是体积压裂优化设计的基础,对提高体积改造效果有重要意义。基于直井体积压裂的复杂裂缝改造特点及流动特征,将储层划分为三个区域:主裂缝区、改造区和未改造区,结合椭圆流与线性流建立了低渗透油藏直井体积压裂的渗流模型。针对低渗透油藏非线性渗流特征,推导出了低渗透油藏直井体积压裂三区耦合产能公式,产能公式计算出来的结果与现场数据对比误差小于6%。依据鄂尔多斯盆地某特低渗透油藏的基本参数,绘制了在不同影响因素下的产能曲线,分析了主裂缝导流能力、改造区体积大小、基质渗透率对产能的影响,结果表明:产能随主裂缝导流能力的增大而提高,生产压差越大提高速率越快;储层压裂改造体积越大,产能越高,但主缝长达到一定值后增产效果不明显;压裂缝与储层条件必须匹配才能达到最佳的增产效果。     

大庆外围油田压裂水平井参数优选及渗流特征

 压裂水平井已成为开采特低渗透油藏的重要手段.为深入了解压裂参数及渗流规律对水平井开发效果的影响,针对大庆外围某特低渗透油藏水平井开发的实例,应用特低渗透非线性渗流理论,建立了考虑非线性渗流的数学模型,给出已钻水平井的最优压裂参数,研究了不同渗流规律下压裂水平井的渗流特征.结果表明,在水平井水平段长度、压裂缝长一定的条件下,裂缝条数和裂缝间距对开发效果的影响显著;裂缝条数越少,裂缝间距对水平井产能影响越大;裂缝条数大于3条,裂缝间距的影响减小;对比了达西渗流规律和考虑启动压力梯度的非线性渗流规律下压裂水平井的渗流特征,非线性渗流模型计算的水平井产油量较低,见水后含水上升速度较快,剩余油饱和度较高;非线性渗流模型中注水井井筒附近和主流线附近的压力等值线密集,能量消耗大,压力梯度高,水平井井筒附近压力梯度较大,但低于直井;非线性渗流模型的地层渗透率与压力梯度呈正比关系.     

变导流能力下的压裂气井产能分析

针对低渗气藏水力压裂后形成的垂直裂缝井中裂缝不同位置导流能力不同的特点,根据压后流体渗流规律变化,基于稳定流理论,考虑地层条件下气体PVT参数随压力变化而变化,推导了考虑垂直裂缝的不同位置导流能力不同的低渗气藏变导流垂直裂缝井产能的预测模型;并分析研究了各因素对产能的影响。研究结果表明:裂缝导流能力衰减系数对油井产能影响程度随井底压力的下降而增强,随裂缝长度的增加而减弱;当裂缝导流能力较小时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越大,气井产量越小;当裂缝导流能力较大时,裂缝长度越长,裂缝导流能力衰减系数越小,气井产量越大。     

低渗油藏不对称垂直裂缝井产能模型

 油气藏改造时因地层非均质性的影响可能形成垂直裂缝不关于井筒对称,而关于不对称垂直裂缝对油井产量影响研究较少。因此,针对低渗油藏经压裂后产生的不对称垂直裂缝,基于稳定流理论,利用保角变换方法,推导了考虑启动压力梯度影响的低渗油藏有限导流不对称垂直裂缝井产能的预测模型,通过实例分析了多种因素对不对称垂直裂缝油井产量的影响。研究表明:油井产量随着启动压力梯度增大呈近似线性下降,且在相同的启动压力梯度下,油井产量下降幅度随压差增大而减小;当裂缝导流能力较小时,不同裂缝长度或裂缝非对称率对油井产量影响程度差异较大,当裂缝导流能力较大时,不同裂缝长度或裂缝非对称率对油井产量影响程度差异较小;裂缝长度越长,裂缝非对称率越小,裂缝非对称率对油井产量影响程度越大;裂缝非对称率在(0.6,1)范围时,可以忽略其对油井产量的影响。     

低渗气藏多级压裂水平井产能模型及影响因素

多级压裂水平井（MFHW）能大幅度提高低渗气藏的单井产能,提高低渗气藏的开发效益,而准确计算气井产能并分析其影响因素是压裂优化设计、气藏科学开发的基础。为低渗气藏MFHW产能计算建立了一个严格的数学模型,综合运用Laplace变换、叠加原理、积分方程的边界离散求解法、矩阵理论等数学方法成功地对模型进行了求解,并对不同因素影响下的产能进行了定量计算和分析,分析了气层有效厚度、气藏渗透率、压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力对气井产能的影响,同时也分析了地层流入各条压裂缝流量的差异。研究结果表明,气层有效厚度或气藏渗透率增大时,气井产量几乎呈线性增大;压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力增大,产量增大,但前期增速快,后期增速慢;地层流入各条压裂缝的流量在早期差别不大,晚期差别明显——端部流量大于中部流量。     

低渗油藏垂直裂缝井产量递减规律

 油气藏改造时受地层复杂地应力的影响,压裂形成的垂直裂缝通常关于井筒不对称或裂缝左右两翼不在同一平面。针对垂直裂缝的特征,基于不稳定流理论,应用势理论、势叠加原理和数值分析方法,推导出低渗油藏垂直裂缝井产量动态预测模型,并利用实例分析了油井产量动态递减规律。结果表明,低渗油藏垂直裂缝井产量递减规律表现为油井初期产量较高,油井产量递减速度较快,而中后期油井产量进入缓慢递减阶段;裂缝非对称率对油井产量变化的影响较小,在开发初期,不共面夹角对油井产量变化的影响较大,油藏非均质性强弱对油井产量变化影响显著;裂缝长度越长,裂缝导流能力越大,油井产量越高,产量递减速度越快;随着裂缝长度和导流能力增加,产量增幅逐渐变小。     

裂缝面非均匀流入的低渗透油藏压裂水平井非稳态产量计算

基于瞬时点源函数和叠加原理,考虑压裂水平井裂缝段产量非均匀流入、裂缝内变质量以及多裂缝间的相互干扰,采用空间和时间离散技术,建立低渗透油藏压裂水平井储层渗流和裂缝流动相耦合的非稳态产量计算模型。研究结果表明:以往将裂缝考虑为无限导流或者将裂缝考虑为均匀产量流入的平面径向流假设使得计算结果比实际产量偏高;在早期非稳态流动阶段,裂缝产量在井筒附近出现局部峰值,并且储层渗透率越高,裂缝导流能力越小,峰值越明显;在拟稳态生产阶段,低导流能力裂缝的流量分布趋于均匀,而高导流能力裂缝内流量分布进一步非均匀化;为了获得压裂水平井的最佳生产效果,存在与储层渗透率相匹配的最优裂缝导流能力。     

低渗致密气藏压裂水平井产能分析与完井优化

基于压裂水平井产能影响因素较多,基于常规产能评价方法的单因素敏感性分析法不能对各因素的影响程度做出综合定量评价,在建立并求解考虑裂缝干扰、裂缝污染表皮系数、裂缝不同分布形式、裂缝与井筒有限导流的压裂水平井产能预测模型基础上,通过正交试验分析得到压裂水平井产能影响因素的主次顺序。研究结果表明:压裂水平井产能影响因素的主次顺序依次为地层渗透率、裂缝污染表皮系数、地层有效厚度、裂缝半长、裂缝条数、裂缝导流能力、水平段长度、井筒半径和裂缝分布形式,其中地层渗透率、裂缝污染表皮和有效厚度对产能的影响尤为显著,而井筒半径和裂缝分布形式对产能无明显影响。对于实际水平井,在储层渗透率、有效厚度和储层规模等因素均无法改变的条件下,应尽量降低作业对储层的伤害,并根据实际地质参数进一步优化裂缝参数,这对提高水平井产量和开发经济效益具有重要意义。     

煤岩裂缝渗流能力实验评价及近井地层等效渗透率分析

煤岩裂缝的渗流能力是影响煤层气产能的重要因素.采用API导流仪及岩心驱替装置,模拟煤层气排采过程中煤层有效应力的连续变化,评价裂缝闭合压力逐渐升高、地层压力连续下降以及频繁开关井(间歇性排采)等工况条件下煤岩压裂裂缝的动态导流能力和含天然裂缝煤心的渗透率变化.实验结果表明,提高裂缝闭合压力、降低孔隙流体压力以及频繁开关井等都会降低煤岩裂缝的渗流能力,尤其对压裂裂缝的导流能力影响更为显著.基于此,利用实验数据分别回归了煤岩压裂裂缝导流能力和含天然裂缝煤岩渗透率与有效应力的经验关系式,建立近井煤层等效渗透率计算模型.利用该模型可以根据现场测算的等效渗透率,初步判断煤层压裂裂缝的有效导流能力或缝长,可以为煤层气压裂效果评价、分析排采过程中煤岩裂缝参数的动态变化提供一种新方法.     

复杂结构井开发低渗油藏的效果及关键问题研究

复杂结构井具有增大泄油面积、有效连通储层裂缝、提高储层导流能力的优势.通过对国内外低渗油藏开发现状的调研,对比分析了两种复杂结构井(压裂水平井和多分支水平井)开发低渗油藏的效果;研究了地应力与裂缝参数的关系.结果表明开发低渗油藏多分支水平井比压裂水平井有更多的优势,且两种复杂结构井在设计水平井眼走向时都要考虑与地应力的关系.     

华庆超低渗透油藏压裂水平井适应性分析

针对目前华庆油田压裂水平井开发效果不理想的状况,以白豹地区为例建立实际地质模型,并在此基础上,评价工区压裂水平井开发的储层情况,优选水平井开发层位,研究储层渗透率、储层厚度、渗透率各向异性等储层参数对开发效果的影响,优化水平段长度、裂缝间距、裂缝半长、裂缝导流能力等施工参数。结果表明:华庆油田长63储层满足压裂水平井开发的适应性评价指标。考虑华庆油田储层实际情况,压裂水平井水平段长度最佳范围800—1 200 m,裂缝间距77 m,裂缝半长150 m,裂缝导流能力在15μm2·cm到20μm2·cm之间。模拟结果对于华庆油田压裂水平井开发具有一定的指导意义。     

压敏性特低渗透油藏压裂水平井产能计算

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,通过当量井径原理,推导压裂水平井产能计算公式。分析启动压力梯度、压敏效应、压裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、均一性和变形系数对压裂水平井产能的影响。结果表明:启动压力梯度越大,对产量的影响越大,当油藏渗透率很低时,应该考虑启动压力梯度的影响;变形系数越大,对产量的影响越明显,并且变形系数对产量的影响与生产压差有关;在算例条件下,最佳压裂缝条数为3～4,压裂缝长度以200～280 m为宜,压裂缝导流能力为5～50μm2.cm,即长裂缝、低导流、压裂缝非均匀分布、非等长裂缝有利于均匀采油。     

低/特低渗透油藏压裂水平井布缝模式研究

针对目前商业软件模拟低/特低渗透油藏非达西渗流特性的局限性,建立了考虑启动压力梯度、地层应力敏感性及裂缝长期导流能力的三维两相数值模拟模型;并以某低渗透油田的数据为基础,验证了模型的有效性;同时进行了压裂水平井布缝模式分析。压力波及区域及累积产量协同优化结果表明:压裂水平井布缝时应避免缝间干扰;在相同裂缝间距条件下,裂缝对称分布模式波及面积最大、产量最高;其次为裂缝交错分布模式和裂缝不对称分布模式。为了提高低/特低渗透油藏的采收率,应采取维持裂缝长期导流能力、注水补充能量等有效措施。     

页岩气压裂水平井拟稳态阶段产能评价方法研究

根据页岩气藏的实际特点,以渗流理论为基础,考虑地层向裂缝的变质量流,通过叠加原理建立了多段压裂页岩气水平井拟稳态阶段产能方程,分析了裂缝条数、裂缝半长、页岩基质有效渗透率和裂缝导流能力等因素对页岩气井初始无阻流量的影响。研究结果表明,可以采用新的二项式方程评价页岩气井产能。裂缝参数是影响页岩气井初始无阻流量的主要因素,无阻流量随裂缝条数、裂缝半长和裂缝导流能力的增加而增加。该方法可以在早期通过多工作制度试气资料确定压裂水平井产能方程和初始无阻流量,并已成功应用于涪陵龙马溪组页岩气井的产能评价。     

复杂裂缝条件下压裂井压力动态分析

建立了考虑裂缝形状和导流能力变化的压裂井不稳定渗流的数学模型,并采用有限元方法求解,获得了井底压力随时间的变化规律。同时绘制了相应的压力动态曲线,并对曲线的特征和影响因素进行了分析。研究结果表明:圆形封闭地层压裂井的压力动态曲线可以划分为6个流动阶段;在相同裂缝开口宽度和相同裂缝长度的条件下,与矩形裂缝相比,楔形裂缝压力消耗大,表现为无因次压力及压力导数曲线较高;在相同裂缝开口渗透率的条件下,与导流能力呈线性降低的裂缝以及常导流能力裂缝相比,导流能力呈幂指数降低的裂缝压力消耗最大,表现为无因次压力及压力导数曲线最高。     

低渗透油藏多分支裂缝压力动态分析

复合应用水力压裂和高能气压裂等多种压裂改造技术开采低渗透油藏,在近井地带形成不受地应力控制的多分支裂缝。基于渗流理论和叠加原理,分析了未穿透储层的多分支裂缝的渗流规律,再利用Green函数和Newman乘积法求得其地层压力解析解,这是一种新的计算多裂缝地层压力的方法,可避免复杂的推导过程。研究表明:未穿透储层的多分支裂缝的井底压力随渗透率、孔隙度的增大而减小,但减小的幅度逐渐减小,且地层渗透率对井底压力的影响更明显;裂缝长度越长,相邻裂缝长度差距越小,裂缝分布越不均匀,裂缝间相互干扰作用越严重。所以在一定经济范围内,裂缝长度存在最优值,裂缝分布越均匀改造效果越好。该研究成果对油气藏的压裂改造设计具有实际指导意义。     

滨425区块非均质油藏压裂裂缝参数优化

胜利油田滨425区块具有储层物性差、非均质性强等特点,水力压裂后存在层间产能差异大、储层动用不充分以及增产有效期短等问题,为此以压后产能为目标,提出滨425区块非均质油藏压裂裂缝参数优化方法。通过纵向精细分层、网格方向调整以及局部网格加密的方式,建立滨425区块沙四段精细化地质模型。建立典型注采井组模型,对油井压裂前后的生产数据进行历史拟合。以压裂后的单井产能为目标,优化裂缝长度和导流能力。结果表明,滨425区块沙四段的四个砂层组物性差异较大,其中一、二砂组的储层物性以及含油性质总体好于三、四砂组;分析不同裂缝参数对压裂后油井产能的影响,优化得到三段压裂层段最优段长分别为90、70、80 m,最优裂缝导流能力为20、25、30 D.cm。该方法能显著提高水力压裂增产效果,为非均质油藏压裂裂缝参数优化提供参考。