气藏水平井长度优化设计方法

首先推导了气藏水平井产能公式,在推导过程中考虑了天然气的非达西流动和气层各向异性等因素对水平井产能的影响。其次是建立了气藏内流动模型、水平井井筒内流模型、水平段最优长度数学模型,在建立模型过程中考虑了水平段内摩阻损失和流动状态对水平井产能的影响。所得到的方法对计算气藏水平井产能和设计水平段长度具有指导意义。     

启动压力梯度影响下低渗透气藏水平井产能模型的建立

将气藏中的流动区域分为达西流动区域和非达西流动区域2部分,气藏水平井湍流只发生在水平井附近短半轴小于10个井半径的旋转椭球体内,而达西流动存在于此椭球体外。借助前期水平井研究成果,考虑启动压力梯度对低渗透气藏中气井产能的影响,推导出低渗透气藏水平井新型产能模型。新模型考虑了启动压力梯度对水平井产能的影响,对水平井产能预测研究有重要意义。     

考虑应力敏感及启动压力梯度的低渗气藏压裂优化研究

通过对低渗压裂水平井流动进行合理的假设和简化,建立了物理模型,在径向地层稳态压降公式的基础上,结合压降叠加原理和节点分析方法,建立了考虑应力敏感、启动压力梯度、非达西效应的有限导流压裂水平气井稳定产能预测模型,并运用产能模型分析应力敏感、启动压力梯度、非达西效应和裂缝参数对产能的影响,结果表明:低渗气藏必需考虑应力敏感对产能的影响,启动压力梯度和非达西效应影响较小,可适当考虑;低渗气藏压裂水平井存在合理的裂缝条数、裂缝长度值、裂缝夹角和裂缝间距值;在进行压裂设计时,需要考虑"屏蔽"效应对产能的影响。     

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文章依据气藏水平井湍流仅发生在井附近短半轴小于10倍井半径的旋转椭球体内，而此椭球体外的流动是达西流动，可以使用水平井达西流的各种地层边界条件下的产能公式的特点，研究了高速气体向水平井流动的非达西流二项式产能公式。水平井二项式产能公式是基于气藏被分为达西流动区域和非达西流动区域二部分的公式组合，借助对水平井系列研究成果及非达西流压力梯度的二项式公式，导出了气藏水平井新型产能公式。这些新公式充分考虑了水平气井的特点，较之其它文献，如据Joshi公式导出的气藏水平产能公式，更能准确地反映水平井的渗流规律。     

裂缝性有水气藏水平气井产能分析

裂缝性有水气藏在川渝地区分布广泛，该类气藏开发存在复杂性。裂缝的存在有助于增加气体流动能力，当气体高速流动时表现为非达西流动。另一方面，裂缝也为钻井、完井液以及边底水侵入气藏提供了便利的通道。侵入水或者钻井、完井液能引起气藏水锁，导致气井产能降低，甚至气井水淹遭到破坏。文章提供了一个简单的预测有水裂缝性气藏水平气井产量公式，模型能考虑非达西流动以及水锁效应对水平气井产量的影响。应用该公式预测了宝元气藏BP1水平气井的产能，分析了水锁效应、非达西流动效应以及含水饱和度变化对该气井的影响。结果表明：以上三个因素引起大量气体圈闭在该气藏中，导致水平气井产量低和气体采出程度低。建议裂缝性有水气藏进行水平气井设计和产能预测时，应综合考虑非达西流动、水锁效应以及含水饱和度变化对水平气井产能的影响。     

裂缝性油藏水平井稳态解产能公式研究

本文首先推导出矩形油藏中垂直裂缝稳态解公式，在此公式的基础上，推导出裂缝性油藏水平井稳态解公式，在推导过程中，考虑了油藏顶、底边界、两侧边界，完井方式，油藏基质各向异性以及垂直裂缝部分穿透油层等因素对水平井产能的影响。     

应力敏感性低渗透气藏垂直裂缝井非达西渗流产能分析

由于前人对低渗透气藏压裂井的产能研究均没有同时考虑应力敏感和高速非达西效应的影响,导致预测的产能与实际产能存在一定差异。因此,采用保角变换方法,将低渗透气藏垂直裂缝井的复杂渗流问题转化为相对简单的单向渗流问题,根据Forchheimer非达西流动方程,推导了同时考虑应力敏感和高速非达西效应的低渗透气藏无限导流垂直裂缝井的产能公式,根据所得公式绘制了不同应力敏感系数影响下的理论产能曲线,并结合现场实例进行了验证。研究表明:应力敏感对低渗透气藏压裂井的产能影响较大,并且随着应力敏感系数的增加,产能逐渐减小。该计算方法便于现场应用,具有较强的实用价值。     

低渗气藏水平井压裂裂缝参数优化

针对低渗气藏水平井压裂产能预测和裂缝参数优化存在的主要问题，采用数值模拟的方法，从气体在低渗气藏中的渗流机理研究入手，同时考虑了气体非达西渗流对产量的影响，建立了低渗气藏水平井压裂产量预测的非达西渗流模型，利用该模型编制了低渗气藏水平井压裂产量预测及裂缝参数优化软件，并对现场实例进行了模拟优化计算，研究了裂缝条数、裂缝导流能力和裂缝长度等参数对水平井压裂产量的影响，并通过结果分析对这些参数进行了优化，得到了影响水平井产能的主要裂缝参数等。     

气藏水平井产能预测数值模拟研究

根据气藏内气体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了气藏-水平井筒流体流动的耦合模型,充分考虑了2种流动的相互作用和影响。对气藏水平井的产能求解采用非稳态、拟压力模型,考虑了气藏内的各向异性和气体的非达西流动,通过实例计算表明,应用水平井技术可提高低渗气藏产量。     

低渗透气藏水平井产能计算新公式

低渗透气藏由于储层的特殊性,常出现应力敏感、启动压力梯度、高速非达西效应等现象。因此,在低渗透气藏水平井产能分析时,应该考虑这些因素的影响。通过保角变换方法,推导得到同时考虑高速非达西效应、应力敏感和启动压力梯度的低渗透气藏水平井产能新公式。研究结果表明:高速非达西效应、应力敏感、启动压力梯度将使低渗透气藏水平井产量减小;在同一井底压力下,随着应力敏感系数、启动压力梯度的增加,水平井产量降低。该公式对应力敏感性较强的低渗透气藏的开发具有重要的指导意义。     

气藏多分支水平井产能的计算方法

基于文献3中所介绍的数学分析方法(保角变换、镜像反映、等值渗流阻力和叠加原理),以及水平井拟三维的求解思想,提出了气藏多分支不完善水平气井产能的通用计算公式.利用取代比这一概念,提出了一种利用气藏直井产能评价结果进行多分支水平气井产能评价和计算的方法.其结果可对气藏多分支水平气井的产能和影响气井产能的因素进行研究.该计算方法还可用于气田多分支水平气井开发的早期评价.运用本文所提出的方法,对海洋某气田水平气井产量进行了计算,与文献中计算方法结果相比,本文的计算值更加符合气田生产实际.     

水平井水平段最优长度设计方法研究

由于水平井水平段内摩擦损失的缘故,如果水平段内压降和油藏压降相当,导致水平段末端压降很小或者为零,这种现象常常出现在高渗透层的低压降生产油藏和生产压差受到限制的锥进油藏。因而研究水平井最优长度设计方法对水平井开发方案设计具有指导意义。本文分三种情况(底水油藏、气顶底水油藏、气顶油藏)建立了油藏内流动模型、井筒内流动模型、水平井水平段最优长度数学模型,在建立模型过程中,考虑了水平段内流动状态(层流、紊流)和管壁相对粗糙度对摩擦损失和水平井产能的影响,最后通过实例计算得到了几个结论。     

致密气藏分段压裂水平井产能评价新思路

由于储层物性、投产方式与渗流机理的差异,致密气藏与常规气藏的水平井产能评价存在很大差异,常规气藏水平井产能模型在致密气藏中存在诸多局限性。根据作者对国内外致密气藏分段压裂水平井开发效果的研究,从致密气藏水平井分段压裂的实际出发,提出了压裂水平井产能评价的新思路,即以单压裂段为单元,采用单压裂段压降叠加分析方法和单压裂段产量递减分析方法,合理评价单压裂段产能、最优压裂段数和对应的水平井或气藏产能。通过国内外的两个实例的应用与分析结果证明,该套思路和方法对于致密气藏分段压裂水平井产能评价具有很强的适用性和可操作性。     

水平井产量影响因素分析

研究了影响水平井产量的主要因素,重点研究了水平井长度与产量的关系。通过油藏内流动和水平井筒流动两者的耦合,建立了在层流状态下水平井长度与产量的关系式,研究结果说明在层流状态下水平井筒摩阻很小,水平井段各处产液强度相同。同时结合水平井产量公式,研究了影响水平井产量的其他因素,这些因素包括油层厚度、井眼半径、各向异性、控油...     

考虑储层伤害影响的水平气井产能

随着“西气东输”工程的启动,越来越多的水平井在气藏开发中得以应用,但是由于气藏的低渗透性使得钻井过程中产生的储层伤害比常规油藏严重得多。基于坐标变换方法,将储层各向异性空间转换为各向同性空间,利用坐标变换后水平井储层伤害区域同垂直压裂井近井地带渗流特征的相似性,推导出了新的表皮因子计算模型,并将其应用于水平气井产能公式。计算结果分析表明：储层伤害区域渗透率的损失程度对水平气井产能的影响远比储层伤害深度要严重。该方法充分考虑各向异性影响,计算简便快捷,能够广泛应用于气藏水平井开发的早期评估以及水平气井的产能预测。     

Factors Affecting the Productivity of a Multifractured Horizontal Well

Horizontal well technology has been widely used in developing oil fields. Very commonly, these wells are hydraulically fractured to improve productivity in low permeability reservoirs. The productivity of a multifractured horizontal well is mainly affected by reservoir properties and fracture parameters. A simple and accurate method for evaluating and optimizing productivity of this type of wells is not available and is highly desirable to reservoir engineers. The authors analyzed the equipressure contour, velocity vector distributions, and the influence of factors such as ratio of vertical permeability to horizontal permeability, anisotropy of plane permeability, hydraulic fracturing angle, fracture distribution, and morphology on horizontal well's productivity by finite element numerical simulation method. The results show that optimizing the well trajectory and direction can reduce the degree of reservoir permeability anisotropy influencing on the productivity of well. Hydraulic fracture tilt or angles among multifractures due to natural fractures or ground stress can lower the productivity. Asymmetric distribution of fractures about wellbore can improve production and distribution with staggered interval can generate greater production. When the space between hydraulic fractures is small, fractures bend at a small angle and display a separated trend due to interference among fractures. In this case production has a little increase. Finite element numerical simulation method is accurate and intuitive when simulating percolation field of fractured horizontal wells. The results have certain reference significance for in situ fracturing operations.     

一种综合形式的水平井产能预测新公式

未考虑水平井渗流中典型的线性流与椭圆流特征的水平井产能预测公式,常导致产能预测结果偏于乐观。在分析水平井典型渗流特征的基础上,将油藏内流动区域划分为外部平面径向流、中间平面线性流与椭圆流以及内部垂向径向流3个区域,利用水电相似原理和等值渗流阻力方法,推导出综合形式水平井产能计算新公式,并对新公式进行适应性分析。结果表明,常用公式是新公式在特殊情况下的简化或近似,新公式适应性更强。根据新公式计算结果,随水平井长度或穿透比增加,平面线性流与椭圆流的影响逐渐增大,水平井产能表现为先近似线性增加再平缓增加的特点;当水平井很长或穿透比接近1时,水平井的渗流表现出与垂直裂缝井相似的特征。综合形式的新公式既可计算短水平井也可计算长水平井产能,同时也可预测不同泄油形状、注采井网等情况下的水平井产能。     

水平井井筒变质量流动压降计算新模型

为了使水平井变质量流压降模型更具合理性和准确性,更有效地分析油井产能和生产动态,通过回顾和分析以往关于水平井筒压降模型的计算理论与方法,利用现有实验数据回归分析建立了一种新的射孔完井压降计算回归模型,该模型能够实现射孔完井孔密、相位角连续变化时综合摩擦系数的求取和井筒压降的计算。通过实例对比分析可以看出,该模型和目前常见模型的计算精度较为接近、计算结果较为合理。该模型的提出可以为进一步改进油藏渗流与井筒流动耦合模型的理论研究提供参考。     

底水驱动油藏水平井井网产能公式

主要研究底水驱油藏水平井井网产能公式和影响水平井、垂直井锥进参数的比较.应用镜像法和势函数叠加原理推导水平井井网产能公式,在推导过程中,考虑了油层顶部封闭边界、垣压边界、水平井在油层中位置、油层各向异性等因素对水平并势分布的影响,推导出底水驱油藏水平井井网势分布函数及其产能公式.比较控制水平井和垂直井锥进的关键参数,这些参数是:油层各向异性比值、原油粘度、井距、油水密度差、油层厚度.