特低-超低渗透油藏分段压裂水平井开采参数优化研究及应用

通过建立水平井分段压裂物理模拟实验进行衰竭式开采、不同注采方式及不同驱替压差的实验研究.结果表明:相同时间内,压裂水平井半缝长为150 m时压力递减快、流速最大,随着裂缝长度增加,压力加快降低;增大压裂规模,水平井衰竭式开采速度加快.在相同驱替压差下,压裂水平井作为采油井时压力梯度高,在此基础上优化水平井开采参数,分析裂缝方位、裂缝形态、裂缝条数、裂缝间距、裂缝导流能力、水平段长度、射孔位置等对水平井开发效果的影响规律,水平段与裂缝近似垂直时开发效果最佳,最佳井网为七点法直井注水平井采井网,适当降低中间裂缝的长度和中间注水井的注水量可以起到稳油控水的作用,间断型纺锤形布缝时补充能量效果最好,优化后的参数与生产实际较好的吻合,优化结果可靠,对特低渗透储层分段压裂水平井开发具有重要的理论和矿场实际意义.     

低渗透油藏压裂水平井井网形式研究

目的 针对七点井网水平井段腰部见水风险大,注水技术政策制定难度大等问题,提出了改进的水平井七点井网形式。方法 在低渗透油藏压裂水平井五点井网、七点井网的渗流机理、缝网匹配关系、压力保持水平及开发效果分析基础上,进一步总结了五点、七点井网的优势及存在的问题。在此基础上,提出改进的水平井七点井网形式。结果 直井注水-水平井采油的五点、七点井网形式,其控制端呈纺锤形裂缝布放模式,地层压力保持水平较高;水平井平行正对排列七点井网存在腰部注水井见水风险大、腰部与端部注水井差异配注等问题;水平井交错排列、且增大水平井段腰部注水井间距的新七点井网地层压力水平高于原七点井网。结论 改进的七点井网能有效降低七点井网水平井段腰部注水线上见水风险,简化了注水技术政策,能够延长水平井无水采油期、提升整体开发效果。     

超低渗致密砂岩油藏水平井井网优化研究——以西峰油田长8油藏为例

鄂尔多斯盆地西峰油田长8油藏是典型的超低渗致密砂岩油藏,油水关系复杂。若全部采用直井开发,不但井网密度大,开采时间长,而且直井见水后产量低,容易造成大面积裂缝性水淹,开发效益不明显。针对该类油藏特点和开发中存在的问题,通过分析研究不同井排方向、井网形式、布缝方式、水平段长度、人工裂缝密度、井距和排距对注水开发效果的影响,进行了水平井井网的优化。研究证明,鄂尔多斯盆地西峰油田庄19区块长8超低渗透油藏应用水平井开采时,采用五点井网、纺锤形布缝、水平段方位应垂直于最大主应力方向,水平段最佳长度为400~500 m,能取得较好的开发效果和经济效益。同时,采用大排量混合水体积压裂工艺和水力喷砂分段压裂工艺均会取得良好开发效果。     

低渗油藏CO2驱井网优化调整及开发效果影响因素

CO2驱、水平井开发技术对于低渗油藏有着较好提高采收率的作用,但是对于非均质性较强的低渗油藏,水驱开发后存在动用程度低的问题,因此有必要研究低渗油藏后期注采方式及注采井网的调整优化和开发效果的影响因素。首先依据目标油藏建立非均质概念地质模型,建立了一个上下分别为低渗和高渗储层油藏模型,采用油藏数值模拟方法对油藏进行了模拟计算。在油藏模型进行一段时间水驱后,加密调整井网采用水平井注CO2进行二次水气同驱的开发模式。对比不同加密井网模式的采出程度和地层压力,得到最优的加密井网模式进行二次优化开发。然后基于以上得到的最优井网优化调整模型,研究了井排距、储层渗透率和注CO2压力对该调整井网模式开发效果的影响。油藏数值模拟计算表明：加密水平井采油优于加密直井采油;加密水平井注气可以适当缩短排距,使CO2的驱替更充分,当井距/排距为0.4时,采出程度最大;在不同储层渗透率条件下,在其他生产条件一致的情况下,加密水平井井网时,可以将水平井沿水平渗透率较小方向安置;适当增大注气井注入压力可以有效地提高采收率恢复地层能量。本文研究成果对该类非均质低渗油藏的开发具有较好的借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地长8层致密砂岩平板注水实验

为了探索致密砂岩油藏有效注水开发方式,采用鄂尔多斯盆地长8层露头岩心分别制作长宽高为40cm、40cm、5cm的平板模型6个,通过平板实验研究了周期注水、水平井同井异步注采、水平井异井异步注采对油水分布、压力分布、最终采出程度的影响。结果表明,周期注水平板初期注水流线向采出端均匀推进,形成扇形水驱前缘,在裂缝处形成窜流,注水半周期越长,裂缝水窜越明显,适当缩短注水半周期有利于提高采出程度。水平井同井异步注采实验由于裂缝间距小,注入水易水窜,剩余油呈块状富集在靠近采出端边角及平板中下部,水驱范围窄,最终采收率低。水平井异井异步注采实验注入水由注水缝向同井相邻的采油缝以及对面的采油缝同时流动,以相对缝间流动为主;水平井异井异步裂缝正对注采实验剩余油呈条状富集在靠近生产井边角处及平板中部,水平井异井异步裂缝错开注采实验剩余油呈折线状富集在靠近生采出端边角处及平板中部,二者水驱范围均较广,注采裂缝相互错开有效避免了过早水淹,提高了采出程度     

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。     

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。     

超低渗透油藏水平井注采井网设计优化研究

针对超低渗油藏水平井开发面临的稳产问题,在超低渗透油藏水平井见水、见效分析及开采规律认识的基础上,形成了适合超低渗透油藏水平井注采井网设计的基本原则：（1）人工压裂缝三维空间拓展范围是注采井网设计的基础;（2）井排方向与最大主应力方向垂直;（3）井网以侧向驱替补充能量为主;（4）提高水驱控制面积比,优化井距、排距和水平段长度;（5）提高单段改造强度,缩小段间距,实现缝间储量的有效动用。以注采井网设计的基本原则为基础,采用矿场统计和理论分析相结合的方向,提出了进一步改善水平井开发效果的技术方向和政策：（1）提高水平井单段产量;（2）提高井网压力保持水平,优化井距为500~600 m,I类、Ⅱ类,Ⅲ类油藏水平段长度分别为500~550,450~500和400~450 m,I类、Ⅱ类、Ⅲ类油藏排距分别为150,120~130和100~120 m;（3）采用小水量温和注水的技术,分类优化单井注水强度;（4）水平井合理初期产量根据存地液量、排距和水线推进速度的关系来确定,合理生产流压注水未见效前略大于饱和压力,注水见效后保持不低于饱和压力的2/3。     

大庆西部稠油水平井蒸汽驱数值模拟研究

大庆西部斜坡江55区块油藏埋藏深度浅,油藏温度低,油层厚度比较薄,直井冷采产量很低,因此开发该油藏的比较可能的开采方式为水平井蒸汽驱和水平井蒸汽吞吐。为了改善其开发效果,针对水平井蒸汽驱,应用CMG数值模拟软件在三维地质建模的基础上对注采参数进行了优化。通过改变井距、水平段长度、采注比、蒸汽干度、注汽速度等生产参数,预测开发效果,对比生产效果确定合理的生产参数。结果表明:水平井水平段长度300 m时蒸汽驱总体效果比较好;蒸汽干度要达到0.4之上;蒸汽吞吐三周期之后转蒸汽驱效果最好;井距越大,采出程度越低;油层越厚,采出程度越高。     

矩形井网整体压裂技术在浅层油藏适应性研究

针对浅层油田的地质特点,在充分分析区块注采系统、油层地应力场以及油层裂缝发育情况的基础上,利用水力压裂整体优化设计软件,对矩形井网、正方形反九点井网和菱形反九点井网有利裂缝方位在油田的适应性进行了对比研究。确定最优整体压裂方案,争取最少的投入,获得最好的措施效果,以期在该区块实现整体高效开发。研究表明,矩形井网较适合于此油田。在此基础上,研究了矩形井网在不同井距和排距条件下缝长比和导流能力变化对压裂井日产油量和累积产油量这些开发指标的影响。研究结果表明:对于矩形井网,井距一定,压裂效果并非排距、缝长比和导流能力越大越好,而是存在一个合适的范围。导流能力40μm2·cm较好;缝长比0.1—0.2,井排距300m×250m较好;缝长比0.2,井排距400m×300m较好。     

水平井井身轨迹对底水油藏开采效果的影响

建立了底水油藏水平井开采三维物理模型,通过改变水平井狗腿位置以及距底水高度,研究了水平井不同井身轨迹对水平井产能、底水与井筒压力梯度、含水率及采收率的影响。研究结果表明,凹型水平井狗腿远离跟部含水率上升较缓,无水采油期较长。凹型水平井狗腿位于中部时,狗腿深度较浅的模型采收率较高。注入冻胶堵剂成胶后底水开采,凹型水平井狗腿位于跟部的模型提高采收率幅度较高。实验结果符合实际油藏状况,为底水油藏水平井优化设计和现场堵水选井提供了参考。     

吉木萨尔页岩油水平井开采实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油矿场开发试验表明，纵向上不同地质甜点，平面上同一甜点层的不同区域水平井生产特征差异很大，水平井单井产能及EUR主控因素不清，给油藏开发方案编制、储层改造方式选择和效益评价带来了诸多困难。为此，通过地震、录井、分析化验一体化综合研究，明确了源储高频互层的地质特征，源储配置和保存条件是影响芦草沟组含油性的先天因素；利用特殊测井、微地震监测明确了水平段长度、复杂缝网是影响产能的重要因素；利用室内物模实验，结合油藏生产动态综合分析，初步确定了压裂后水平井合理的排采制度。研究认为，页岩油甜点体具有较强的非均质性，高优质甜点钻遇率和改造缝网复杂程度最大化是提高水平井产能必须追求的目标，合理的排采制度有利于充分发挥水平井的生产能力。     

底水油藏水平井水淹动态的数值模拟研究

针对多数底水油藏水平井水淹动态规律研究未考虑井筒压降的情况,在探讨考虑井筒压降必要性的基础上,利用数值模拟方法,研究考虑井筒压降时不同因素影响的水淹动态规律。结果表明:见水时间和无水期采油量随水平井产量的变化呈幂指数关系,随水平段长度的增加呈线性增加,随油层厚度的增加呈现"上翘"的非线性关系;隔夹层渗透率对水淹规律的影响只表现为完全不渗透隔夹层和无隔夹层,不存在半渗透隔夹层;当隔夹层的长度大于水平井筒长度时,隔夹层面积越大抑制底水脊进的效果越好。     

应用数值模拟方法分析水平井井网高含水原因

 水平井是有效开发低渗透油藏的主要技术之一,研究水平井开发过程中的产水规律对于该项技术的成功应用具有重要指导作用。在分析常规数值模拟中处理裂缝存在缺陷的基础上,建立新的考虑裂缝的水平井数值模拟方法,研究裂缝与水平井筒不同夹角、裂缝条数、单翼缝长、导流能力等因素对水平井产量和含水率的影响。数值模拟研究结果表明,裂缝参数中对采出程度影响最大的为裂缝条数,其次为单翼缝长和导流能力。将该方法应用于水平井试验区,利用建立的模型对水平井井组的生产动态进行模拟分析,认为水平井含水率高的主要原因是水平井部分人工裂缝与注水井人工裂缝沟通。由此提出将部分水井关井或者封堵现有人工裂缝后重新压裂新裂缝的调整方案。调整方案进行现场应用,取得良好的增产效果。     

裂缝孔隙型碳酸盐岩底水油藏水平井优化技术

通过建立裂缝孔隙型碳酸盐岩油藏双重介质窜流系数标定流程,提高了此类油藏水平井数值模拟精度。基于数值模拟成果,开展碳酸盐岩底水油藏开发后期水平井优化设计研究(水平井垂向位置、水平井与裂缝走向平面匹配位置、水平井初期液量、水平井提液时机)。根据水平井优化成果,设计目标油田三套后期调整方案,通过对比不同方案合同期内经济效益,优选出最佳调整方案。研究表明:碳酸盐岩底水油藏水平井尽量钻遇油层上部,有助于延缓底水锥进速度;水平段方位应与主裂缝走向垂直,以获得较高的裂缝钻遇率同时可避免水沿裂缝过早突破;开发初期水平井相对较低的产液量有助于控制底水锥进速度,后期适当时机进行提液,有助于改善开发效果。     

不同完井方式下水平井不稳定产能研究

随着钻完井技术的发展,采用水平井开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径,但是在生产过程中也暴露出日益严重的问题,主要为含水上升快、无水采收期短、完井方式不适应开发的需要和产能预测不准确等。在总结水平井产能预测模型的基础上,采用井筒与油藏耦合作用下的水平井不稳定产能预测数学模型,借鉴Cinco H等人求解有限导流垂直裂缝压裂井压力动态的计算方法,建立产能预测计算模型。该模型考虑底水驱油藏水平井情况,通过对不同完井方式下的表皮系数分解计算,开展了不同完井方式下的产能预测研究,这些研究结果对水平井完井方式优选和水平井油藏工程研究具有重要的指导意义。     

特低渗透油藏压裂水平井新型布井方式研究

考虑长庆油田特低渗油藏地貌特征和储层各向异性,提出了一种压裂水平井新型布井方式。从钻井和油藏两个角度论证新型布井的可行性。丛式井技术可确保压裂水平井新型布井的顺利实施。利用油藏数值模拟方法,分别从单井产能、阶段采出程度、含水率、波及面积等方面评价了压裂水平井新型布井在交错、菱形和矩形井网中的开发效果。研究表明,新型布井与常规布井在交错井网中具有相同的开发效果;菱形和矩形井网中,新型布井可以提高阶段采出程度、单井产能和相对波及面积,降低相同采出程度对应的含水率。新型布井在菱形井网（矩形井网）30 a 的相对波及面积和采出程度分别提高6.00%（10.00%）和0.96%（1.60%）,含水率95% 的采出程度提高1.05%（1.50%）     

延安组底水油藏水平井参数优化

 水平井技术在延长油田底水油藏中的应用尚处于矿场试验阶段.目前,在该类油藏实施的几口水平井开发效果差异较大,水平井各项主要技术参数是影响其开发效果的关键.通过定量分析和评价确定水平井主要技术参数的范围及大小,可提高该类油藏水平井的开发效果.在D4927区块油藏地质研究基础上,应用数值模拟方法,对水平井的井网形式、水平段长度、水平段垂向位置、注水时机、配产配注、指标对比等开发参数进行模拟优化,通过考查日产油量、累积产油量、综合含水等主要技术指标,定量分析了优化后的效果,确定了延安组底水油藏水平井参数最优方案.