鄂尔多斯盆地致密油体积压裂水平井产量预测

目前常用的水平井产量预测数值模拟方法和理论解析方法都难以解决致密油储层横向非均质变化大和人工裂缝发育程度描述难的问题。为解决以上问题,基于测井解释资料和体积压裂施工参数,从地质和工程两个方面对致密油水平井产量进行分析和效果评价,并采用灰色关联分析法,将水平段地质参数（标准录井气测全烃值、渗透率、脆性指数）、油层包络面面积、储层横向非均质系数作为影响储层含油性、渗透性、可压性和非均质性的敏感性参数;将施工参数的单井总入地液量作为产量的工程敏感性参数。通过拟合回归,建立对数预测模型对致密油水平井产量进行预测,达到降低致密油规模开发中的投资风险,提高产建效益的目的。应用该方法对合水长7致密油区块6口水平井进行产量预测,预测值与实际值平均相对误差仅为8.0%,效果较好。     

一种页岩气远井地层可压性简易评价方法及其应用

可压性是页岩体积压裂设计和效果评价的关键参数,反映了在现有工艺技术条件下,页岩气储层能够被压开并形成具有一定规模的复杂网络裂缝的能力。现有可压性指数评价方法主要以实验数据或测井评价等静态资料为依据,考虑的可压性影响因素各有差异,导致评价效果不理想。通过对施工参数进行等效折算、归一化处理后,建立了远井地层可压性指数的计算方法;将远井可压性指数计算结果与远井脆性指数计算结果,与无量纲归一化处理后的自然伽马和密度进行交汇,实现了对页岩的可压性参数条件的定量化评价。应用结果表明,远井可压性指数、脆性指数与停泵压力具有负相关性;同时具备较高的远井脆性和可压性的参数条件为:自然伽马值216~303API、密度值2.56~2.61 g/cm3。根据此条件评价的压裂段可压性指数越高,对应的微地震监测解释裂缝体积越大,改造效果越好。由此说明方法方便、准确,可为后续压裂井选段分簇和工艺参数设计提供指导。     

碳酸盐岩储层力学特性及可压性评价研究

由于碳酸盐岩油气储层"超深低渗"的特点,所以必须通过压裂改造方可获得商业产能。因此,碳酸盐岩储层的可压性是评价储层能否被有效压裂改造、获得商业产能的关键指标。以川东北通江县碳酸盐岩为例,试验分析了碳酸盐岩储层的岩石力学特性;基于岩石脆性指数、应力—应变曲线、断裂韧性以及抗剪强度初步建立了川东北碳酸盐储层的可压性评价模型和可压性程度分级标准。试验结果表明:岩心微结构致密,矿物组分呈现"高碳酸盐、低石英、少杂质"的特点;岩石抗压强度、弹性模量和泊松比均随围压增加而增大,呈现出低围压下的脆性向高围压下的延性转化的趋势;抗拉试验曲线的5个阶段特征显著;直剪试验表现出明显的脆性特征和滑动弱化现象;通过可压性评价模型和可压性程度分级标准,经计算得到综合可压性系数F为0.76,可压性系数介于0.5～0.8,可知碳酸盐岩储层可压性程度较高,可用于储层改造压裂。     

非均质低渗透储层渗流特征实验研究

基于平板模型模拟非均质低渗透储层的相似理论,设计、制作并评价了非均质低渗透平板模型,进而开展渗流特征物理模拟实验,利用平板模型内部对称布置的压力传感器获取的压力数据,绘制了压力梯度分布图和渗流区域划分图,进而分析非均质低渗透储层渗流特征。实验结果表明,非均质低渗透储层的注采井近井地带压力消耗很大,同号井连线中点处压力梯度最小,注采单元内压力梯度分布状况随渗透率及平面非均质性的变化相应改变;渗透率的增大使压力传播距离增大,非均质性的增强则对压力传播有负面影响,当储层整体渗透率较低时,渗透率增大的影响程度大于非均质性的负面影响;随着采出端渗透率增大,非均质低渗透储层的不流动区域面积变小,相应的可流动区域变大,其中更利于流体流动的拟线性渗流区域面积比例增大。     

基于地质成因的多参数碳酸盐岩储层定量评价

研究区碳酸盐岩储层孔隙类型多样、孔隙结构复杂、储层非均质性强，平面上单井产能差异明显。通过毛管压力曲线特征分析，采用流动带指数法将储层划分为6个流动带，建立了不同流动带的高精度渗透率解释模型。在对储层主控因素认识的基础上，优选储层厚度、渗透率非均质程度系数、电阻率、孔隙度、泥质含量及古地貌等6个参数，利用灰色关联分析法确定了各评价参数的权重，进而采用“综合评价指标”对储层进行定量分类评价。结果表明，单井储层综合评价结果与实际产能之间具有较好的正相关性。进一步分析认为综合利用流动带指标法进行渗透率精细解释、灰色关联法确定指标权重和综合评价指标进行分类评价具有较高的可靠性。该方法能够快速有效地指导油藏研究和井位部署，为类似碳酸盐岩储层评价提供了新的思路。     

长庆靖边下古生界气藏储层非均质性研究

针对长庆靖边下古生界气藏的储层非均性问题,采用地层系数非均质概率统计分析方法,结合试井分析认识,对储层非均质性进行定量描述和深入评价,并对储层非均质与压力传播速度的关系进行了研究。结果表明,地层系数变异系数、级差以及均方差均表明储层渗透率非均质非常严重;储层渗透率越高,压力传播越快,压力响应越大,随着孔隙度增加,压力传播速度减少。这类问题的解决具有实际意义,能够直接指导气田开发层位的选定和并网调整。     

利用数据包络分析法表征碎屑岩储层非均质性

以江苏省扬州市真武油田戴南组二段碎屑岩储层为研究对象,利用数据包络分析法计算非均质指数定量刻画储层非均质性。以各小层作为表征单元,以全区井各小层储层属性参数构成评价群体以确定数学模型,并考虑影响储层非均质性的8个参数进行线性规划模型求解。研究结果表明:真武油田戴南组二段砂岩分布范围内非均质指数主要分布在0.5~0.9之间,呈现中等—较强的非均质性,且非均质指数的分布与沉积微相展布有较好的相关性;非均质指数对注水开发效果有直接影响,非均质指数大对应的吸水强度较大,驱油效率就越高;非均质指数与水淹程度呈正相关,与剩余油饱和度呈负相关。     

基于PKN模型的压裂裂缝延展参数计算及分析

油田现场水力压裂前期设计常采用直观快捷的PKN模型,该模型假设裂缝空间分布为一均匀的椭球体。基于PKN模型理论公式,将研究区实际压裂参数作为输入,建立压裂缝长的迭代计算方法,并针对两口现场井的典型均质层和非均质层,实现压裂缝长的预测计算。通过构建岩层渗透率非均质参数,利用微地震实测压裂缝长数据,研究储层非均质性对裂缝两翼缝长的影响关系,指出岩层的非均质系数越大,裂缝两翼延展的不对称性越强。研究发现,由岩层非均质参数可以估算实际压裂缝长与预测裂缝长之间的最大偏差,该结果可以很好地修正实际压裂前期设计中PKN模型的预测结果,有效地提升压裂施工工艺的成功率。     

基于测井资料定量表征页岩储层非均质性

为了解决页岩储层非均质性影响因素多以及难以综合定量表征页岩储层非均质性的问题,基于洛伦兹曲线理论计算页岩宏观非均质性的总有机碳含量、微观非均质性的矿物组分和有效孔隙度以及岩石力学参数非均质性的杨氏模量和泊松比等影响因素的洛伦兹系数,结合运用层次分析法确定影响因素权重,建立综合定量表征页岩储层非均质性方法。研究表明:该方法表征结果与预测布缝方式和压裂施工曲线吻合较好。该方法为页岩储层非均质性表征提供了一种思路,同时对威远地区压前预测和压后评价具有一定参考价值。     

建南气田页岩储层可压性评价方法研究

页岩气勘探开发技术在北美地区海相地层中已经比较成熟,主要形成了页岩气缝网体积压裂形成的判断条件、减阻水大型加砂分段压裂工艺技术、裂缝实时监测技术,实现了储层的有效动用。而建南地区页岩气的沉积类型、矿物组分及流体特征与国外存在一定的差异,因此通过开展岩石力学试验,对页岩气的可压性进行了研究,根据建南地区陆相页岩储层的岩石矿物组分特征,结合室内静态岩石力学试验及地应力大小测试,计算脆性指数和应力各向异性,综合评价页岩储层的可压性。     

致密油水平井分段多簇优化设计方法

为提高致密油水平井段分段多簇设计的针对性,建立一种新的水平井分段多簇优化设计方法。采用岩心试验和垂向非均质平面均质(VTI)应力模型评价水平井水平段的应力与脆性指数剖面,并结合测井解释的储层品质参数及水力裂缝优化结果,采用模糊模式识别模型优选水平井段的射孔簇位置。试验结果表明:可采用岩石力学参数方法建立连续的脆性指数剖面,可根据水平井导眼井校正后的模型参数计算水平段的VTI应力剖面;模糊模式识别模型优选的射孔簇储层品质与脆性较好,宜作为裂缝布置的的位置;现场试验效果较好。     

孔雀区块水平井压裂产能优化设计 与经济评价

孔雀区块位于塔里木盆地北部坳陷东北部,该区块志留系砂岩储层物性极差,属于低孔低渗碎屑岩气藏,垂直井已经难以满足此类气藏的勘探开发需求;因此深入开展水平井分段压裂优化设计及经济评价研究具有重要意义。提出了统一压裂设计(UFD)方法,该方法基于最大化产能的目的,开发了一个叫做"支撑剂数"的参数,它把压裂规模与裂缝的最佳导流能力及最大生产指数相关联起来,在给定气藏地质特征条件下,以最优的生产指数为目标设计出最佳的裂缝几何形态。UFD方法的设计目标是最优的水力压裂设计,可产生一个最大的生产指数。同时在UFD物理产能最大优化的基础上与经济评价相结合,采用净现值(NPV)分析方法,分析最佳的水平井分段压裂施工方案。压裂优化实践表明孔雀井区水平段各种压裂方案均无法实现经济开发,多-短缝不适用于低孔低渗气藏的改造,需要寻找"甜点"进行有效开发。     

肇源南油田直井缝网压裂技术政策论证

致密油藏主要开发方式为缝网压裂,缝网压裂与常规压裂相比,其可行性和施工规模等都有很大的不同;因此缝网压裂技术政策的论证迫在眉睫。从岩石矿物成分、脆性指数、天然裂缝发育程度、压裂液及施工工艺等角度分析肇源南油田缝网压裂的可行性,通过Lord Kelvin点源函数分析直井底压力分布函数,进行直井与压裂井有效驱替系统论证。通过与启动压力梯度对比,确定了直井、压裂井的极限井距。论证肇源南直井缝网压裂规模,确定肇源南油田直井缝网横向波及宽度在60 m左右,单段施工规模必须大于1 500 m~3才能获得较好的改造效果。研究结果为缝网压裂在肇源南油田大面积推广提供了技术指导。     

二次加砂压裂技术在海上低孔渗砂岩气藏的应用

东海低渗储层具有埋藏深、温度高、边底水发育、平台空间小等特点,采用传统加砂压裂方式初期产量低、压后压降快、有效产能低,无法满足海上经济有效开发的需求。因此,基于平台化压裂的技术瓶颈,开展二次加砂压裂增产机理及适应性评估,通过技术优化研究,确定了二次加砂压裂施工排量、加砂规模、二次加砂比例、中途停泵时间等关键参数,优选评价了压裂液和支撑剂材料,并评估了平台空间综合利用,形成了一种适合海上低渗平台开发的增产技术。DX-B5井的实施效果表明:二次加砂压裂技术首次应用于海上低渗油气田,并取得显著的增产效果,相比邻井初期产量增加了2倍,累计产量增加了3倍,针对类似储层条件的油气井,可推广应用于东海及国内其他海域的低渗储层增产开发。     

基于物质平衡原理解释致密油藏体积压裂有效改造体积的新方法

致密油藏需要经过大规模体积压裂改造才能获得工业油流。本文在物质平衡原理的基础上综合考虑了体积压裂施工过程中大量压裂液注入导致油藏压力升高,压后流体产出导致油藏压力降低以及裂缝与基质孔隙体积随压力非线性变化等致密油藏实际情况,进行合理假设,建立了模型方程,并推导计算了体积压裂有效改造体积和裂缝与基质的有效接触面积等参数。该方法解释出的三个新参数：能够提供有效渗流的裂缝总体积、油藏有效渗流体积、裂缝有效渗流面积,其物理意义更明确,对致密储层的开发设计及增产改造指导意义更强。将该方法应用到油田现场,并评价了3口已实施体积压裂油井的应用效果。现场应用表明该方法具有评价解释快捷、获取数据方便、成本低、准确度高的优点,适合于油田现场多井次大规模推广应用。     

新型缝网压裂技术在镇北致密储层的研究与应用

北美非常规油气藏的成功开发为长庆致密油藏改造开辟了新的技术途径。在与北美巴肯致密油藏特征进行对比分析的基础上,指出镇北长X致密储层具有天然裂缝发育、岩石脆性程度高、水平两向应力差适中的特点,具备大规模体积压裂形成复杂网状裂缝的条件。因此,以体积压裂为理念,在该区块开展了的"高排量、大液量、低黏压裂液、小粒径支撑剂"技术模式的新型缝网压裂先导性试验,取得了较好的增产效果,为长庆油田0.3mD以下致密油藏压裂改造积累了重要的经验。     

砾岩三维缝网扩展及影响因素分析——以玛湖凹陷南斜坡上乌尔禾组为例

水力压裂技术已成为玛湖致密油田开发的有效手段.然而传统的压裂模拟方法无法得到真实的三维裂缝扩展规律,并且储层的物理特征对裂缝扩展的影响还有待进一步研究.对玛湖目的层上乌尔禾组进行压裂模拟并对裂缝延伸影响因素进行分析.结果表明,乌尔禾组弹性模量值域在18～58.5 GPa,平均为32.4 GPa.泊松比值域在0.21～0.38,平均为0.31.脆性指数在21.0～89.0,平均为44.3,压裂改造可形成多分支裂缝.水平井设计方向为南北向,水平应力差在4.2～9.8 MPa,储层容易压裂改造形成复杂缝网.缝网模拟与微地震监测裂缝吻合度高达92.03％,模拟效果理想.物性特征越好其裂缝延伸拓展范围越广.弹性模量与脆性指数越大,更利于裂缝延伸,裂缝主要向高深区域及强脆性指数区域延伸,泊松比与裂缝广度呈负相关关系.最大水平地应力和最小水平地应力间接影响裂缝拓展延伸,水平应力差越小,裂缝空间展布越大.针对人工缝网的模拟有利于优化玛湖1井区水平井压裂参数及开发参数.     

一种有效开发致密碳酸盐岩气藏的新工艺——体积酸压

如何对致密裂缝性碳酸盐岩气藏进行有效开发,并使其稳产、高产一直是业界难题。针对这一难题,通过借鉴国外致密油气成功开发的一些研究成果,国内率先提出了针对致密裂缝性碳酸盐岩气藏的体积酸压工艺,经现场应用取得了良好效果。简要阐述了体积酸压的缝网形成机理,通过对比分析,初步明确了鄂尔多斯盆地致密气藏实施体积酸压的可能性;通过岩石脆性评价、裂缝发育及水平主应力差测试、原地应力方位与天然裂缝方位测定、裂缝潜在力学活动性预测、酸岩反应及酸液滤失实验,综合分析了目标气藏实施体积酸压的可行性;并结合现场应用简要阐述了实施体积酸压的原则和思路。最后,针对目前体积酸压实践给出了相关施工建议。该研究成果将推动致密油气藏体积酸压设计理论的发展,加快体积酸压工艺和材料研发速度,提升碳酸盐岩致密油气藏体积酸压优化设计水平,为今后致密油气藏的有效开发提供理论与技术储备。