低渗气藏压裂水平井裂缝参数优化研究与应用

压裂井的裂缝参数是决定压裂效果好坏的关键因素.文中针对低渗气藏压裂水平井裂缝参数优化问题,建立了气藏模型和裂缝模型,并依据该模型编制了裂缝参数优化设计软件,通过对现场实例进行了模拟优化计算,研究了裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、裂缝宽度、裂缝导流能力,以及裂缝与水平井筒的夹角对压裂水平井产能的影响.利用正交试验优选的主要裂缝参数为：裂缝间距100m,裂缝条数5,缝长比0.8,裂缝导流能力10 μm2· cm.按照优化的裂缝参数压裂施工后,平均单井产气量由裂缝参数优化前的7.48×104 m3/d上升到15.32×104 m3/d,增产效果显著.     

致密气藏水平井分段压裂缝参数优化

目前水平井分段压裂技术是致密气藏和非常规气藏开发的热点增产手段,而该技术的增产效果很大程度上取决于压裂缝参数。国内外很多学者对裂缝参数单因素进行了优化研究,很少考虑各参数对产能的综合影响作用,亟需裂缝参数组合优选研究。通过对X致密气藏进行数值模拟研究,探究了不同裂缝参数对致密气藏开采的影响规律,利用正交试验方法研究了不同裂缝参数对产能的综合影响作用。结果表明,X致密气藏的最佳裂缝参数组合是:压裂缝6条、裂缝长度140 m、裂缝导流能力30μm2·cm、裂缝错开分布、水平井中部裂缝间距大于根部和趾部裂缝间距。裂缝参数对X致密气藏开采效果的影响顺序是:裂缝分布>裂缝导流能力>裂缝间距>裂缝数>裂缝长度,并进一步提出X致密气藏为实现压裂增产,应主要通过优化裂缝分布方式,提高裂缝的导流能力,而不是单纯的增加裂缝的条数和长度。     

低渗气藏压裂水平气井产能影响因素分析

结合低渗气藏水平井压裂后裂缝形态特征,应用节点分析理论和压降叠加原理,建立了气藏压裂水平井产能预测模型。运用产能模型分析了裂缝形态因素、裂缝间距、裂缝条数、导流能力以及储层渗透率等因素对产能的影响。结果表明:气藏压裂水平井产量随裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距和裂缝导流能力的增加而增加,但这些参数达到一定值后,产量增加幅度减小;裂缝的非均匀分布会增加压裂水平气井整体的干扰作用,应尽量保持裂缝间距相等;由于"屏蔽"效应作用,应适当减小中间裂缝的长度,增加两侧裂缝的长度。     

苏里格气田水平井压裂裂缝参数优化

近年来水平井压裂作为提高低渗气藏产量及采收率的重要手段在苏里格气田得到推广应用,利用建立的压裂水平井产能数值模型计算分析了裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距、裂缝平面与水平井筒夹角对压裂水平井产量的影响,并绘制了各因素与产量的关系图版,依据多因素正交试验分析方法得出影响压裂水平井产能的主要因素依次是裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、夹角以及裂缝导流能力,最后依据提出的综合优化思路优化了苏里格气田水平井压裂合理的裂缝参数。     

正交试验法在多裂缝水平井产能影响因素分析中的应用

压后多条裂缝水平井产能预测新模型中考虑了裂缝条数、裂缝长度、缝间距、裂缝导流能力、裂缝方位角对压后产能的影响,但哪些因素对产能影响比较大、什么样的压裂方案最优是个比较棘手的难题.引入正交试验设计和分析方法,对压后多条裂缝水平井产能的各个影响因素进行了分析,结果表明裂缝条数对产能的影响最大,裂缝长度影响不显著.正交试验法不仅能够定性研究裂缝参数对压裂水平井产能的影响趋势,更重要的是能够定量研究裂缝参数对压裂水平井产能影响的主次顺序和显著程度,进而可以确定出最佳的裂缝参数组合,用来指导压裂施工设计.     

煤层气压裂水平井产能影响因素

产能评价对于煤层气的高效开发具有十分重要的意义。依据寿阳区块七元煤矿的地层压力、渗透率、初始含气量、兰格缪尔压力等数据,采用COMET3软件开展煤层气压裂水平井的产能评价,对影响煤层气压裂水平井产能的水平段长度、水平井方位、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、水平井井距等因素进行评价。结果表明:水平段长度、水平井井距、裂缝条数、裂缝半长和裂缝导流能力对水平井产能影响较大。当水平段长度小于600 m时,煤层气井的产气量变化较为敏感;煤层非均质性对煤层气高产具有不可忽视的作用;裂缝条数为控制累计产气量的主要因素,其次为裂缝导流能力和裂缝半长;随着水平井井距的减小,累计产气量增大,但水平井井距过小对累计产气量的贡献并不明显。     

低渗透率油藏压裂水平井产能影响因素

通过科学的抽象,建立了大量的非均质地质模型,以油藏数值模拟为手段,系统地研究了压裂水平井在低渗透率油藏中的开发动态,建立了压裂水平井累积产量增产倍数图版.所考虑的影响因素包括人工裂缝的方向、K_v/K_h、裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、储层渗透率、裂缝间距和非均匀裂缝长度等.研究表明：压裂水平井裂缝条数以3条相对较优;最佳裂缝长度与裂缝导流能力和储层渗透率有关;对于特定的油藏,存在相对较优的裂缝导流能力值;两条最外边裂缝的间距对压裂水平井产能有一定的影响;由于压裂水平井段上不同位置裂缝的产量贡献值有差别,建议加大中间裂缝的长度或导流能力,以达到裂缝间产量贡献值的均衡.在对裂缝条数、长度和导流能力研究的基础上,建立了增产倍数图版.     

致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数的优化

为了解决压裂水平井的多参数综合优化问题,基于不稳定渗流原理,应用复位势理论、叠加原理和数值求解方法,建立了考虑裂缝干扰的压裂气藏水平井产量预测模型,研究了影响压裂水平井产量的单因素变化规律;结合正交试验设计方法和灰色关联理论,确定了影响压裂水平井产能的敏感因素排序,并实现了考虑多参数综合作用的压裂水平井参数优化设计。计算结果表明：算例中影响产量的重要性排序依次为地层渗透率、储层厚度、孔隙度、水平段长度、裂缝条数、裂缝长度和导流能力;优选区块水平井组合参数为水平段长度1 000 m、裂缝条数10条、裂缝长度60 m、导流能力10 μm²·cm,按照优化参数施工后,无阻流量显著增加。     

低渗致密气藏水平井分段压裂优化研究

水平井分段压裂是开发低渗致密气藏难动用储量的重要技术手段,而水平井分段压裂参数优化设计研究是这类气藏有效开发的基础。针对常规网格加密和气藏工程在描述水平井压裂方面的不足,提出了应用PEBI网格加密进行水平井分段压裂参数优化设计的方法。以某低渗致密气藏为例,通过建立低渗致密气藏的地质模型,研究了压裂水平井水平段长度、裂缝条数、裂缝长度以及裂缝导流能力对水平井产能的影响,结果显示:水平井段长800 m、裂缝5条,裂缝半长70 m,裂缝导流能力为3.03～3.06μm2·cm,且在气藏中下部时开采效果最佳。该研究对低渗致密气藏水平井渗流规律和优化水平井参数具有重要的指导意义。     

特低渗透油藏压裂水平井产能影响因素研究

压裂水平井的产能受到地层参数和压裂参数的双重影响,在开发过程中需要确定各个参数对压裂水平井产能的影响规律和主次关系,本文基于特低渗透油藏参数进行了压裂水平井产能影响因素的数值模拟研究。研究结果表明:压裂水平井的增产倍数随着地层渗透率和油层厚度的降低而增加,而垂向渗透率大小对压裂水平井产能的影响并不大;对于裂缝参数,压裂水平井的产量和裂缝产量比重随着裂缝导流能力、裂缝半长以及裂缝条数的增加而增加;由于裂缝间的干扰和泄油面积的不同,水平井两端的裂缝产量要大于中间裂缝的产量;地层的储集能力仍然是决定压裂水平井绝对产能的主控因素。而从裂缝参数角度考虑,裂缝半长对压裂水平井绝对产能的影响最大,其次是裂缝导流能力,而裂缝条数的影响并不大。     

压裂水平井产能影响因素

水平井压裂后一般形成多条裂缝，由于地应力在水平井长度方向上的差异以及压裂工艺技术的限制，形成的多条裂缝在长度、导流能力、与水平井筒的夹角等方面不尽相同，且在生产过程中各裂缝相互干扰，增加了压裂后水平井产能计算的复杂性。结合水平井压后裂缝形态和生产过程中油气在裂缝中的渗流机理，建立考虑裂缝干扰的产能计算模型，并进一步分析了压裂水平井产能的影响因素。结果表明：产量随着裂缝条数、裂缝长度和裂缝导流能力的增加而增加；裂缝与水平井筒夹角越大，产量越高；对于不同的裂缝布局，不同位置的裂缝应该尽量错开排列，根部和端部裂缝的间距小于内部裂缝的间距；由于裂缝的干扰作用，不同位置的裂缝产量不同，处在中间位置的裂缝产量低。图6表4参13     

低渗透油藏水平井压裂参数优化设计与分析

以新疆油田外围某低渗透油藏为研究对象,根据实际油藏的地质特征建立数值模型,利用数值模拟方法对水平井压裂开发方式进行研究。研究表明,水平井压裂开发方式可有效提高油田采收率,获得较好的经济效益。采用正交试验设计方法,以采出程度和内部收益率为评价指标,得到影响开发效果的主要压裂参数依次为裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、裂缝间距和裂缝角度;确定了该油藏最优水平井压裂参数组合方案:裂缝条数为3条,裂缝半长为100 m,裂缝导流能力35,200 m的裂缝间距,裂缝角度90°,为现场水平井压裂开发方案制定提供理论指导和技术支持。     

水平井分级压裂优化设计软件研制及应用

为了提高水平井压裂效果的成功率和有效率,针对水平井分级压裂的特点。综合裂缝拟三维延伸模型、支撑剂运移模型、水平井压后产能预测模型、起裂压力预测模型、温度预测模型,通过引入NPV评价方法优选裂缝参数,编制了水平井分级压裂优化设计软件。该软件可以分析多裂缝条数下不同裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距组合参数的NPV值,通过选择最优的裂缝参数组合和设计出需要的施工泵序,为选择合适的压裂材料和设备提供依据。通过对压裂水平井的实例,模拟结果与实际情况比较接近,表明了本软件的实用性和可靠性。     

水平井压裂裂缝几何参数对产能的影响

针对油田开发后期水平井产量递减快,含水率高等问题,本文利用数值模拟软件CMG-STARS对裂缝长度,裂缝条数,缝宽和导流能力进行最佳优化,结果发现对产能的影响程度大小依次为:半缝长,裂缝条数,裂缝间距,用这些最优参数制定压裂方案对压后产能的提高具有重要指导意义。     

水平井分级压裂优化设计软件研制及应用

为了提高水平井压裂效果的成功率和有效率，针对水平井分级压裂的特点，综合裂缝拟三维延伸模型、支撑荆运移模型、水平井压后产能预测模型、起裂压力预测模型、温度预测模型，通过引入NPV评价方法优选裂缝参数，编制了水平井分级压裂优化设计软件。该软件可以分析多裂缝条数下不同裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距组合参数的NPV值，通过选择最优的裂缝参数组合和设计出需要的施工泵序，为选择合适的压裂材料和设备提供依据。通过对压裂水平井的实例，模拟结果与实际情况比较接近，表明了本软件的实用性和可靠性。     

特低渗油层非达西渗流压裂水平井非定常渗流产能预测新方法

建立了反映特低渗透油层基质-裂缝非达西渗流条件下水平井耦合非定常流动的渗流数学模型,形成了非达西渗流条件下压裂水平井非定常渗流产能预测新方法。利用优化设计数值模拟研究裂缝长度、裂缝条数、裂缝分布、水平井长度、裂缝间距、裂缝导流能力等对压裂水平井开发效果的影响,揭示了压裂水平井基质-裂缝耦合两相流动开采变化规律。计算结果与试验动态数据变化规律相符,有效指导矿场压裂水平井优化设计。     

基于最优裂缝导流能力的水平井压裂后生产指数预测新方法

生产指数是水平井压裂后生产能力评价的重要指标，目前非常规油气水平井压裂后产能预测方法较复杂，参数较多，需进一步优化设计。基于统一压裂设计理论的支撑剂指数法，借用支撑裂缝流动效率优化无因次裂缝导流能力及无因次生产指数，采用多元线性回归方法建立了水平井长度、裂缝半长、裂缝条数、井控边界、储层厚度5种因素影响下的最优无因次裂缝导流能力及无因次生产指数计算模型。结果表明：利用新建模型回归的最优无因次裂缝导流能力多元线性方程决定系数R2为0.933，回归的无因次生产指数多元线性方程决定系数R2为0.980，平均相对误差均小于5%，与传统预测方法相比，精度有了明显的提高。敏感性分析结果表明，生产指数与水平井长度、裂缝条数、裂缝半长和储层厚度呈正相关，与矩形渗流区域长度呈负相关，其中与裂缝条数的关联性最强。研究成果对快速实现非常规油气水平井压裂后产能准确预测、经济评价和施工参数优化都具有重要意义。     

考虑启动压力梯度的特低渗透油藏压裂水平井产能预测模型

针对特低渗透油藏存在启动压力梯度的问题,在考虑压裂水平井裂缝半长、导流能力、间距等因素的基础上,建立了裂缝变质量入流与油藏非达西渗流的耦合模型,分析了不同启动压力梯度下裂缝参数对产能的影响.结果表明:启动压力梯度较大的油藏,应选择压裂更多条裂缝;水平井长度和裂缝条数一定时,可适当增加内部裂缝间距;裂缝总半长一定时,为减小缝间干扰,压裂时应尽可能增加外部裂缝半长.研究结果为特低渗透油藏压裂水平井设计提供了重要方法依据.     

压裂水平井电模拟实验研究

根据水电相似原理,设计了压裂水平井的电模拟实验,研究了单井状态下和井网条件下裂缝参数对压裂水平井产能的影响状况及其等压线分布规律.结果表明,压裂水平井存在极限产能;压裂井最优裂缝条数受水平井段长度、裂缝长度、层位是否射开等因素的影响,在不同的井网中,最优裂缝条数也会相应变化.对不同井型的等压线对比发现,压裂水平井扩大泄油面积的能力优于普通水平井.     

煤层气压裂水平井渗流规律研究进展

国内外对煤层气压裂水平井产能分析尚未达成共识。为此，在综述国内外煤层气压裂水平井渗流规律研究状况的基础上，系统地回顾了压裂水平井渗流理论发展历程。国外对于压裂水平井的研究趋向于建立数学模型及求解方法，模型包括双线性流模型、三线性流模型等；国内对压裂水平井的研究重点在于分析压裂水平井的产能特征和裂缝参数的优化。首先对压裂水平井不同裂缝形态下有限导流垂直裂缝双线性流模型和三线性流模型进行了分析；其次对水平井中多条横向人工裂缝的瞬态压力特性、多条裂缝之间的干扰，裂缝条数对水平井产能的影响进行了阐述；最后，提出了目前压裂水平井渗流理论研究中存在的各种问题，并指出了压裂水平井渗流理论的发展趋势。