深水钻井气侵溢流发展规律及隔水管气侵监测优势

随着石油勘探开发迈向深水超深水,利用隔水管的长度优势、在隔水管底部对气侵进行早期监测的新思路成为研究的热点之一。从深水钻井气侵气体运移的基本规律出发,通过建立深水钻井井筒气液两相流计算模型,分析不同水深、泥线以下深度、井底压差、地层渗透率等工况下气侵气体的运移规律及其与溢流量的关系。结果表明:对于水深大于800 m、泥线以下深度小于2 800 m、地层渗透率小于50×10~(-3)μm~2的深水钻井,在隔水管底部对气侵进行监测比常规的泥浆池液面监测法更具时效性优势,且水深越深,泥线以下深度越小,地层渗透率越小,井底压差越小,该优势越明显。     

复杂小断块油藏水平井井网开发效果研究

针对复杂小断块油藏地质构造、流体性质、油水系统等特点,通过分析研究水平井与直井夹角、渗透率、有效厚度、水平井段长度、油水粘度比、直井完井井段等因素与注采井距的关系,研究不同条件下直井注水、水平井采油和直井采油、水平井注水2种组合井网的开发规律,找到合理的井网组合形式。研究证明,油藏的采出程度随着渗透率的增加、水平井段的增长、油水粘度比的减小而不断提高,有效厚度对采出程度影响不大。采用直井注水、水平井采油的组合井网可以更充分地发挥直井和水平井的双重优势,极大地提高复杂小断块油藏的采收率。     

鄂尔多斯盆地长7致密油体积压裂水平井产能预测研究

致密油储集层致密,孔隙结构复杂,孔隙度小,渗透率低,储集层微裂缝发育,采用体积压裂后形成复杂缝网系统,水平井单井产量大幅提高。目前的水平井产能公式很难适应于体积压裂水平井产能的预测。以鄂尔多斯盆地长7致密油为例,利用体积压裂水平井与直线无限井排直井的相似性,忽略了水平井筒内流体阻力的影响,将各条压裂缝之间的干扰问题转化为直线无限井排直井之间的干扰问题,依据势的叠加原理,推导出体积压裂水平井稳态产能公式。在推导过程中,考虑了储层的有效厚度、压裂改造后油藏等效渗透率、流体的黏度、水平井水平段长度、压裂段数、压裂段间距和井底流压等因素对水平井产能的影响,使水平井产能计算结果更加合理和符合实际。利用所推导的计算公式,结合鄂尔多斯盆地长7致密油特征,分析了影响水平井产能的几个重要因素,得出了水平井最佳压裂段间距和合理流压,其结果对致密油体积压裂水平井的设计具有一定的指导意义。     

高含硫化氢天然气气侵时的溢流特性

以四川某高含H2S气体的气井井身结构及钻井工况为基础,针对高含H2S气井溢流时的特点,考虑H2S在水中的溶解度,建立溢流期间环空各相流体的质量和动量守恒方程,并用有限差分法对方程进行求解。结果表明:H2S在井底的溶解度远大于CH4的,在距井口约360 m开始大量析出;H2S的含量越高,气体在上升过程中密度变化越大,气体开始剧烈膨胀的位置越接近井口;井底侵入气体量相同的情况下,H2S的含量越高,气体的膨胀倍数越大,泥浆池增量也越大,同时,刚开始气侵时H2S含量越高气相的体积分数越小,而到达井口后H2S的含量越高气相的体积分数越大,导致溢流检测的难度和井控的危险程度增加;高含H2S气井溢流时井底压力的下降值、泥浆池增量、关井套压小于纯烃类的,不能反映真实的气侵程度,而且随着时间的增加情况会更严重;高含H2S气侵时压井过程中套压值与纯烃类的相差不大,因此可以在井口施加一定的压力,抑制H2S气体的膨胀,减缓井喷事故的发生。     

页岩气水平井地质信息解析与三维构造建模

页岩气开发具有开发评价期短,评价井少（直井）的特点,直井密度低增加了储层精细描述和地质建模的技术难度。因此,建立研究区地层的岩性、物性和电性特征的定量识别标准,利用该标准对水平井水平段开展精细小层划分,并对实际钻遇地层厚度进行校正,将水平井水平段等效为多口平面分布的直井。在此基础上,以水平井段解析的各小层数据资料作为控制点,建立研究区精细构造模型。水平井多点地质信息解析,将水平段等效为多口评价井获取相关地质参数资料,可有效地弥补评价井资料少的不足。     

基于模糊数学的修井井喷风险评价方法

修井井喷是修井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故。防止修井井喷需要修井前对井喷风险进行评价,针对不同风险井区采用不同修井措施。目前井喷风险评价因素中主观因素较多,不能客观的反应地质因素对井喷的影响。本文利用模糊数学方法建立了基于地质因素的修井井喷评价模型,通过权重分析得出储层孔隙压力和破裂压力对修井井喷的影响最大,其次是储层的渗透率。利用本模型对各个井区的修井井喷风险进行分级,针对不同的井喷风险井区采用不同的修井设备,不仅提高了修井安全性,而且可以降低修井成本。     

高压气井修井挤压井井筒流动模型

塔里木油田克深气田超深、高温、高压,部分气井在生产过程中环空异常带压,若长期监控生产,井控风险大,需要进行压井以便开展修井作业。高压气井修井挤压井作业过程井筒流动规律复杂,压井风险高。考虑压井过程井筒-地层复杂耦合流动,建立了高压气井挤压井数学模型,模型预测结果与实测数据吻合较好,能够满足高压气井挤压井施工设计的需要。通过数值计算,分析了高压气井挤压井作业井筒流动规律及影响因素。研究表明,挤压井过程中井底压力和油压对地层渗透率、储层厚度、地层压力、压井液排量等参数较为敏感,储层渗透率和厚度越低,地层压力越高,压井井底压力和油压越高。压井液排量越大,压井持续时间越短,产生的井底压力越高。挤压井作业需根据储层渗透率、厚度及地层压力等参数,确定合理的压力液排量等施工参数,在保证压井成功高效的前提下,避免压漏地层。     

考虑启动压力梯度的面积井网极限井距计算

低渗透储层具有低孔、低渗特征,其孔隙结构异常复杂,表现出非达西渗流,存在启动压力梯度现象。本文在归纳总结启动压力梯度的表现形式基础上,得出启动压力梯度应综合反应储层和流体特性,即应与流度存在相应的关系。并选取某油田盐膏层间低渗透致密岩心,通过实验研究,得出了启动压力梯度与流度之间的关系式。在考虑启动压力梯度情况下,推导出直井、水平井极限井距计算公式,研究直井极限井距与渗透率、生产压差之间的关系。并通过控制变量法,研究了水平井长度、岩石渗透率、流体粘度、生产压差对水平井极限井距的影响,得出相应的图版。且在研究单口直井、水平井极限井距的基础上,扩展到不同类型井网组合井距的计算。最后通过实例结果验证,此方法简单、实用,对确定低渗透储层合理井网井距具有重要的指导意义。     

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。     

断块油藏水平井与直井组合井网渗流解析解及其应用

通过坐标转换,将渗透率各向异性断块油藏转换为等价的各向同性断块油藏,分析水平井与直井组合井网及断层边界的变化;基于保角变换方法计算断块油藏水平井和直井组合井网势的分布,并研究组合井网在地层中的流线分布;建立渗透率各向异性断块油藏水平井与直井组合井网的产能计算公式.结果表明:断块油藏部署水平井与直井组合井网时,主流线与水平井的交点位于水平井两端点之间,并随水平井距断层距离的减小而向水平井中心点靠近;组合井网产能公式计算误差小于常用的水平井产能计算公式的,与实际生产数据吻合较好.     

大厚层致密砂砾岩油藏直井多段压裂开发

针对纵向厚度比较大的低渗砂砾岩油藏,需选用直井压裂多段纵向裂缝的开发方式,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,作出裂缝长度、C_f/K_m(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。     

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。     

超低渗透致密油藏水平井井网优化技术研究

鄂尔多斯盆地具有丰富的超低渗透油藏资源,开发潜力巨大,但由于其储层物性差、非均质性强等特点,直
井大幅度提高单井产量难度较大。针对超低渗致密储层特点,以建立有效驱替压力系统为目标,利用矿场实践、油藏
工程和数值模拟综合方法对水平井井排方向、井网形式、水平段长度、裂缝参数组合型式和注采井距参数等方面进
行了研究,研究结果表明：以直井与水平井联合布井的交错排状七点井网布井方式、哑铃型布缝、人工压裂缝密度2
条/（100 m）、水平段长度在700∼800 m、注采井距700∼800 m、排距150 m 时,超低渗透致密油藏水平井初期平均单井
产量约为8.0 t/d,达到直井平均单井产量的4 倍左右,研究成果可以指导超低渗透致密油藏的经济、高效开发。     

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。     

压回法压井技术适用性研究

 利用非常规压回法压井技术在气侵或井喷发生后,通过压井管汇或钻具直接向井眼内泵入加重钻井液或原钻井液,将气体和已受污染的钻井液顶回到渗透性地层,重新平衡地层压力。针对某些类型的溢流井喷适用于压回法压井技术,分析了适用于压回法压井的侵入流体特征,地层物性特征等参数,给出了压回法适用的钻井现场工况,实施压回法压井的必要条件和所需装备,并进行了压回法压井实例分析,这可为现场工程技术人员选择合理的压井方法提供有益借鉴和指导。结合近几年国内出现的井涌、井喷事故特点,分析结果表明：压回法在应对浅层气溢流、高压气井溢流等复杂井溢流、井喷方面有着良好的适用性。     

钻井施工中处置溢流井涌的方案探讨

长庆区域钻井施工随着定向井、水平井数量的日益增多以及储层保护要求的逐步提高,出现溢流、井涌的几率也越来越大,井控压井环节是井控突发事件的一个风险源。要防止井喷事故,首要环节是要及时发现溢流险情,并立即关井,重新建立井下压力平衡。提出了压井方案决策时考虑的因素,阐述了溢流压井的技术要求、注意事项及压井泥浆配置要求。可为同行提供参考。     

致密油藏分段多簇压裂水平井电模拟实验研究

致密油储层物性差、天然裂缝发育,水平井技术和水力压裂技术是开发致密油的有效手段。微地震监测资料证明水平井分段多簇压裂后形成复杂的裂缝网络。基于水电相似原理,利用水电模拟方法,研究了致密油水平井开发不同压裂方式下的压力场特征,并对分段压裂水平井产能影响因素进行了分析。结果表明:(1)分段多簇压裂水平井近井区等压线较面缝压裂更为平缓,远井区等压线主要由边界影响;(2)与面缝相比,分段多簇压裂的体积改造区域越大,压裂水平井产量越大;当体积压裂改造区域规模一定时,改造区域内的渗透率变化对压裂水平井产能影响较小。     

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。     

考虑水平段长度与储层倾角的边水气藏见水时间预测新模型

目前,广泛应用于边水气藏见水时间的计算模型主要是基于直井且忽略储层倾角推导而来,未综合考虑水平井水平段长度与储层倾角对计算模型的影响,随着气藏开发中水平井应用的不断增多,地层复杂性不断增大,现有模型的计算结果必然误差较大。针对这一问题,基于流体力学和气水两相渗流理论,在考虑水平段长度、储层倾角等因素的情况下,利用水平井渗流模型得到压力场分布,通过舌进速度反演见水时间,推导出倾斜地层条件下边水气藏水平井见水时间预测新模型,并进行了敏感性分析。现场实例计算分析表明,新模型的计算结果相对误差小于10%,相比于常用计算模型,精度提高了20%~29%。敏感性分析表明,见水时间与水平段长度呈线性关系,水平段长度每增加10 m,见水时间增加230 d;见水时间与储层倾角基本属二次抛物线关系,储层倾角小于5°时影响并不显著,在储层倾角大于5°时见水时间增长迅速。研究成果对于边水气藏水平井的高效开发与合理配产具有一定的指导意义。     

页岩油压裂水平井变导流能力试井模型研究

致密油气、页岩油气等非常规油气资源由于其储层渗透率低,在开采过程中往往采用水平井多级压裂技术来提高单井产量,实现经济开采。基于渗流力学,建立了考虑应力敏感、变裂缝导流能力的裂缝性油气藏多段压裂水平井试井数学模型,通过Laplace和Fourier变换等方法求得模型在Laplace空间下的无因次井底压力解;用Stehfest数值反演计算了实空间无因次井底压力。研究表明,当所有无因次裂缝导流能力之和不变时,如果井筒两端裂缝导流能力高于中部裂缝导流能力,早期阶段生产压差小,压力曲线低;当无因次裂缝导流能力沿裂缝方向减小时,无因次裂缝导流能力变化梯度越大,生产压差越大,早期阶段无因次压力曲线越高;应力敏感系数越大,无因次压力及压力导数曲线上翘幅度越大;裂缝储容比越小,窜流段压力导数曲线“凹子”越深;窜流系数越大,窜流发生越早。