多段压裂水平井产能预测常用解析模型适用性与精度分析

多段压裂水平井在非常规油气中的应用越来越频繁,解析求解多段压裂水平井可以快速获取油气井的产能,为开发方案的制定奠定基础。本文筛选了多段压裂水平井的常用解析模型(郎兆新方法、范子菲方法以及苗和平方法),并采用商业数值模拟软件建立数值模型进行对比,分别从压裂裂缝参数、油藏属性参数以及水平井参数三个方面评价各个模型的适用性及其精度。研究结果表明,各个解析模型之间的预测差异主要是对于基质和裂缝中流体向水平井段的流动过程的处理方法不同造成的;低渗致密储层中,范子菲方法和苗和平方法的预测精度较高,而范子菲方法在拟合水平井和裂缝参数上也具有一定的优势。本文研究结果对非常规储层多段压裂水平井产能预测解析模型的选择具有指导意义。     

沁南盆地3~#煤层压裂实践认知及压后产量影响因素分析

对沁南盆地3~#煤层大量压裂施工数据及压后产量进行统计分析,探讨了影响一次压裂施工成功率和压后产量的压裂工程因素。结果表明:压裂曲线可归纳为"破压下降型、压力平稳型、破压升高型、压不开型"4类形态,其一次压裂施工成功率依次快速递减,一次压裂施工成功率与施工排量呈正比关系,且"阶梯升排量+多段塞"工艺可显著提高一次压裂施工成功率;压后产量与加砂量、排量、砂比和入井液量的分布密切相关。并根据分析结果对压裂施工关键参数优化提出了建议。     

临兴区块石盒子组致密砂岩气储层压裂缝高控制数值模拟研究

对含上下隔层的致密砂岩进行水力压裂增产作业时,储隔层间应力差、物性差异等地质因素和压裂液黏度、施工排量、射孔位置等工程因素对水力裂缝延伸规律影响显著。针对鄂尔多斯盆地东缘临兴区块石盒子组致密气砂岩储层,基于ABAQUS有限元计算平台,建立三维层状介质的压裂缝高数值模型,研究各因素对裂缝高度控制的影响规律。研究结果表明:临兴区块石盒子组储层压裂施工产生垂直形态的水力裂缝,储隔层应力差是最关键控制因素,当大于4 MPa时可以有效控制缝高;弹性模量低的隔层对控制压裂缝高有利;泊松比对于压裂缝高几乎没有影响;高储隔层应力差(4 MPa)下施工排量小于6 m~3/min时,裂缝延伸抑制作用明显;低储隔层应力差下(2 MPa)施工排量越大,裂缝在隔层内延伸程度越大;压裂液黏度低于10 m Pa·s时对压裂缝高影响很小;射孔位置的不同对于裂缝起裂阶段影响显著,储层上部射孔时裂缝最终形态和压裂缝高较储层中部射孔和全井段射孔差异很大。开展室内试验研究施工排量、射孔位置等工程因素对裂缝穿层扩展的影响,试验结果与数值模拟结果吻合良好。研究结论可为油田现场预测裂缝形态,选择合适层位,优化压裂参数提供借鉴。     

核磁共振在致密砂岩、页岩储层物性计算中的应用

梳理了核磁共振测井在常规砂岩物性预测中的应用特点,剖析了核磁共振测井在致密砂岩和页岩储层物性计算中的应用现状,对比分析了常规砂岩储层与致密砂岩、页岩的核磁共振测井T2谱特征及物性计算方法。研究认为,针对非常规储层T2谱特征及物性计算要求,加强岩石物理实验研究,建立核磁共振测井T2谱与储层物性参数的非线性数学关系具有重要意义。     

煤层气压裂缝高控制对排采影响的研究

压裂缝高控制对煤层气井排采效果具有十分重要的意义。本文主要通过研究煤层气井压裂裂缝延伸机理,在分析沁水盆地煤层气储层的典型地质特征及岩心数据的基础上,结合实际压裂施工曲线和排采数据,总结出压裂缝高控制对煤层气井排采的影响机制,最后基于区块资料及施工经验提出几点压裂参数优化方法,为提高煤层气井产量提供更为有效的开发技术。     

煤储层水平井钻进层位优选技术

为了优化煤储层水平井的钻进层位,达到最佳压裂效果。通过抗拉强度测试、三轴抗压强度测试和煤样普氏系数测定等试验对煤样及顶底板进行了主要力学参数测试及摩尔-库仑准则计算的钻井液密度窗口,分析了井壁稳定性;并应用灰色理论的基本方法对影响选层及压裂效果的因素定量分析,确定各影响因素的主次关系,建立灰色GM(1,N)模型得到参考数列的灰分方程和微分方程,进而进行了压裂效果评价和压后产能预测。结果表明:顶底板的力学性质稳定,钻井液密度窗口为1.09~5.61 g/cm~3,调节范围较宽,在顶底板中钻进井壁稳定性较好;GM(1,N)模型的整体误差和最大误差都不超过10%,模型预测压后煤层气的产量与实际生产数据基本相吻合,并有明显的上升趋势。     

基于阵列声波资料评价致密砂岩可压裂性

对于致密砂岩储层的开发生产,水力压裂技术是一种行之有效的方法。储层的可压裂性是评价储层产能的重要指标。结合岩石力学实验,总结了储层的脆性、韧性和岩石破坏性质的关系;利用泥岩和储层段地应力大小差异,评价了储层压裂后裂缝纵向延伸的程度;验证了该方法在L地区致密砂岩储层的水力压裂开发中可压裂性评价的适用性。     

测斜仪监测技术在共和盆地干热岩井压裂中的应用研究

地热是典型的非常规能源,我国具有丰富的地热资源,开发地热对缓解我国能源对外依存度不断增长的被动局面很有必要,开发利用前景广阔。测斜仪压裂监测技术可以监测裂缝发育形态,尤其在监测裂缝延伸方向,对指导井网布置、压裂工艺及施工规模方面具有重要的指导意义,目前在油气开发中获得了广泛的应用。青海共和盆地的X1井是国内干热岩首次压裂井,需要克服岩性致密坚硬、施工不确定因素多、施工排量小等监测难点问题,利用测斜仪压裂监测技术成功地监测地热井压裂改造过程,探索和丰富了地热井压裂监测方法,拓宽了测斜仪监测的应用范围,获取了X1井压裂裂缝的重要参数,为该区井网布置提供了基础数据,为测斜仪监测施工提供了重要的借鉴。     

深层变质岩潜山油藏区块整体压裂技术

S628区块为变质岩潜山储层,自然产能低或无自然产能,必须进行压裂改造才能获得工业油气流。由于储层埋深大,施工压力高,天然裂缝发育,压裂加砂异常困难。为了降低压裂施工风险,提高区块采收率,通过压前储层综合评价、压后产量综合影响因素分析、压裂设计参数优化等的研究,结合国内外类似岩性储层压裂改造经验,确定了区块整体压裂方案。该方案中确定了不同渗透率条件下的裂缝长度和导流能力,根据储层特点优选了压裂液体系,优化了前置液百分数、排量、加砂规模等关键参数,结合目标区块的物性条件变化特征,确定了科学合理的施工参数。S628区块累计实施压裂15井次,施工成功率100%,压后普遍取得良好效果,累计增油超过35万t。     

多段压裂水平井压后评价方法对比研究

裂缝几何参数和压后储层特性是评价压裂施工效果、预测单井产能及采收率的重要指标,为了获得压后裂缝半长、导流能力、储层渗透率等关键参数,文章对微地震成像、施工净压力拟合与生产动态分析三种压后评价方法进行了研究,并通过对苏里格致密气田一口多段压裂水平井进行实例分析,验证了三种压裂评价方法的有效性和局限性。研究结果表明:三种方法均有各自的局限,对实际压裂资料进行综合解释可以减少因依赖某一种评价方法而产生的误差;就共同评价参数"缝长"而言,微地震成像的评价结果往往偏离实际值且过大;施工净压力拟合的评价结果因没有考虑停泵后的裂缝闭合与生产过程中的裂缝失效问题,也偏大于实际值;生产动态分析的评价结果值最小且最准确。     

致密砂岩气藏多层试井解释方法研究

致密砂岩油气藏储层多套小层叠置发育，为实现产能及经济效益最大化，通常采用一套井网分层压裂多层合采的开发方式，受非均质性影响，开发过程中层间干扰严重，各小层产能贡献比例、能量衰减速度差异大，限制了产能有效发挥。在应用试井分析结果评价生产井储层动态参数、压力水平的过程中，常规试井解释模型只能反映各生产子层数据的平均值，无法准确评价各层段数据，实际指导意义存在局限性。综合运用单层、多层试井解释模型对试井数据开展精细解释，以生产测井的分层产量作为拟合计算的新增约束条件，并以此建立多层渗流试井模型，拟合结果符合率高，在降低单层试井解释模型多解性的同时，实现多层参数定量评价，对于多层合采井在开发过程中技术政策调整以及增产措施制定等工作提供强力支撑。     

川西地区上三叠统非常规天然气勘探潜力分析

川西地区上三叠统油气勘探经历了曲折复杂的过程,以砂岩地层为主,但砂岩储层表现为薄砂薄储,埋深大,物性差,勘探难度大,效益开发风险大,制约了川西油气勘探进程。川西须家河组主要为砂泥岩互层,泥页岩单层厚度和累计厚度均较大,有机质类型以Ⅲ型为主,有机碳量较高,有机质热演化程度较高,Ro在1.1%~2.3%,处于生烃高峰期,生成的天然气一部分运移到砂岩储层中,形成构造气藏及致密砂岩气藏,大部分天然气以游离和吸附状态存在于泥页岩中,为页岩气藏的形成奠定了基础。分析认为,川西地区须家河组具有致密砂岩气与页岩气共生的特点,致密砂岩气和页岩气的开发手段都以压裂造缝为改造工艺,具有相似性,为川西地区须家河组砂—泥岩一体化勘探提供了条件。研究得出,对川西须家河组非常规气勘探不能“单打一”,应有针对性地对砂岩、泥页岩实行“组合拳”式的综合勘探,从而发现更多的天然气资源。     

致密油藏多级压裂水平井CO2吞吐开发方式研究

我国致密油藏大都采用水平井多级压裂技术进行开发,初期产能较高但产量递减快,亟须补充油藏能量。CO₂吞吐是一种经济有效的增油措施,为致密油藏长期稳定开发提供了新思路。以L致密油藏G油层为例,建立多级压裂水平井单井吞吐模型,用数值模拟的方法研究周期注入量、注入速度、焖井时间等对吞吐开发效果的影响。研究结果表明,在合理吞吐参数下,L致密油藏多级压裂水平井可以获得较好的开发效果。     

致密油藏压裂开发流固耦合数值模拟

为揭示了致密油藏在压裂与开采过程中孔缝介质的变形规律,研究流固耦合作用对致密油藏生产动态的影响,本文基于致密砂岩储层孔缝多重介质变形力学机制,阐述了致密油藏压裂与采出过程中的流固耦合作用,针对不同开发阶段孔缝介质变形及流体渗流特征,建立了相应的物性参数动态变化模型及多相流渗流数学模型,并编制了致密油藏压裂、开采数值模拟软件对典型致密油区块进行了数值模拟。结果表明,压裂液注入过程中,基质孔隙膨胀,孔、渗物性增大;高于开启压力时,天然裂缝开启并逐步延伸;高于破裂压力时,岩石破裂形成人工裂缝,储层渗透率大幅升高。在生产过程中,随着地层流体压力的降低,基质孔隙收缩,裂缝开度变窄;当低于闭合压力时,裂缝闭合导致储层渗透率显著的降低。     

鄂尔多斯盆地致密油藏水平井体积压裂技术

为实现鄂尔多斯盆地致密油藏水平井体积与产能的扩张,设计一种水平井体积压裂技术。利用Eclipse油藏数值模拟软件,构建致密油藏水平井流线模型,通过Front Sim模块,对流线模型实施油藏开发模拟。采用定射角定向定面射孔技术,实施水平井体积改造,构建储层与井筒之间的桥梁。确定体积压裂施工参数,保证井底净压力比水平两向应力差高,根据渗吸驱替过程,确定对应关井时间,实现致密油藏水平井体积压裂。测试结果表明,改造后水平井体积达到了1 000×104 m3左右,远大于改造前的水平井体积,初期阶段日产液量和日产油量分别提高了35倍和4.0倍,稳定阶段日产液量和日产油量分别提高了4倍和2倍,有一定的渗吸、置换作用,说明设计技术有明显的改造效果。     

致密砂岩气藏低产低效井治理对策及展望

针对致密砂岩气田开发至中后期,单井产量、压力下降快,产水严重,低产低效井数量逐年增加问题,基于致密砂岩气藏地质特征,分析了低产低效井成因并进行归类,总结了各类低产低效井的治理对策,提出了低产低效井治理建议。研究认为,致密砂岩气藏普遍物性差,连片性差,气井易见水;致密砂岩气藏低产低效井按成因可进一步归类为排水措施井和老井挖潜井;排水采气是治理见水型低产低效井的主体工艺,查层补孔、侧钻水平井、重复压裂等老井挖潜工艺是实现低产低效井提质增效的主要途径;致密砂岩气藏低产低效井治理应集中于完善与升级排水采气工艺;结合数字化管理与自动化设备开展主动性排水采气;完善出水气井治理方式,加强控水根治出水问题;攻关形成更有效的低成本老井挖潜工艺;利用数字化气田开展多维矩阵式气井管理。     

砂煤岩互层水力裂缝扩展规律的数值模拟研究

砂煤岩互层中都含气的情况下,采取多层联合压裂工艺进行煤层气和致密砂岩气的合采,但是地层垂向上岩石性质差异很大,地应力状态不同,从煤岩层起裂和从砂岩层起裂裂缝的形态可能会有很大的差别。采用有限元方法对砂煤岩互层中的裂缝进行了模拟研究,依据室内试验及现场数据,考虑了分层地应力、岩性差异、地层界面、施工条件的影响。采用全三维的裂缝扩展模型,分别模拟了砂岩层射孔起裂和煤层射孔起裂2种情况。结果表明,从砂岩层起裂的裂缝会在缝高方向上迅速突破煤岩层,在模型范围内,缝高大致是缝长的2倍,达不到压裂深穿透储层的目的。从煤岩层起裂的裂缝缝高方向受到砂岩层的遮挡作用,缝长较长,采取合理的施工参数裂缝可以扩展至砂岩层,推荐采取从煤层起裂的方式。并对煤层为起裂层这一情况下裂缝形态的影响因素进行了探讨,5 MPa左右的最小水平主应力差可以将裂缝限制在煤层中,地应力差为4 MPa时,存在7 m³/min的临界排量,推荐采取不小于7 m³/min的排量施工,低弹性模量、高抗拉强度、高渗透率的砂岩层有效限制了裂缝缝高方向的扩展,高黏度的压裂液有助于裂缝的穿层行为,但影响程度较弱,煤层推荐采取清水压裂液。     

暂堵技术在致密砂岩气藏压裂中的应用

鄂尔多斯地区蕴藏着大量的天然气，拥有典型的低渗透、低压、低产、多层系、非均质性较高的致密气资源。常规压裂法开采工艺不佳，无法实现预期的开采效益，为此，提出暂堵技术在致密砂岩气藏压裂中的应用。针对储层地质特征的特点，采用高强度、高封堵性能、易降解的暂堵剂，在纵向上完成多层系统的临时封堵和分层迁移，达到缝内转向的目的，形成新的分支裂缝，使气藏的改型容积和气密性得到明显的改善。该工艺应用后，暂堵区的压力平均提高了3 MPa。断裂的平均长度比普通压裂段增加5.8%,断裂长度增加12.5%,保证复杂缝网的生成结果，可广泛地进行实际应用。     

非常规气藏储层改造体积评价方法研究

为精确描述非常规气藏压裂后的复杂流动特征及定量评价储层改造体积（SRV），利用自主研发的缝网重构算法“破裂树生长法”建立压后缝网模型，并以此为基础提出了使用拟稳态流动时特定的压力等值线来确定SRV范围的定量评价方法，最后以长宁201井区为例进行了矿场实例分析。该方法根据微地震监测点的位置，重构出微裂缝网的连通关系。在复杂微裂缝网的基础上建立离散裂缝地质模型并进行生产数值模拟，根据数值模拟结果的压力分布精确划定SRV的范围。利用该方法计算出长宁201井区的SRV体积为0.052 1 km3，以该缝网模型的数值模拟产量预测结果符合实际生产规律，方法实用性较好。