低渗透致密气藏压裂水平井不稳定产能研究

产能评价技术是压裂水平井的关键技术,而对于低渗致密气藏压裂水平井,其渗流机理较为复杂,常规产能监测方法难以描述压裂水平井开发早期产量、压力递减情况,无法客观地预测气井的生产动态.为了对低渗致密气藏压裂水平井产能进行准确评价,从渗流机理出发,并通过将压裂水平井地层渗流数学模型、井筒流动模型、井口节流模型相结合,建立了压裂水平井产量预测模型,采用不稳定产能评价方法,利用生产数据,实现低渗致密气藏压裂水平井产能预测.实例应用表明,常规直井压裂模型计算结果与实际生产数据明显偏差较大,压裂水平井不稳定产能评价方法计算结果更为合理,该方法可用于低渗致密气藏压裂水平井产能评价及其它生产参数的计算.     

古龙页岩油井层段产出流体性质描述及贡献率分析

为助力古龙页岩油地质研究,加深对油井压裂改造参数及不同层段返排情况的认识,依据勘探数据,选用生产测井组合仪和超声波多普勒三相流测井仪,对一口油井在其压裂返排后期开展了三相流组合测井.获得了不同油嘴尺寸生产条件下分层产出数据,包括产出流体性质和层段油气水产量贡献率,明确了各层段产水、产油贡献率与压裂改造参数、采排制度的相...     

不动管柱多级压裂水平井产能评价方法

为准确评价低渗透、特低渗透储层,基于水平井井身结构、压裂裂缝的形态和间距,结合不稳定渗流力学理论,得出不动管柱多级压裂油气井不稳定产能评价方法。根据储层、流体、井身结构等参数,建立不动管柱多级压裂水平井产能预测的数学模型,编制软件,计算出不同生产压力下产量随生产时间的变化曲线,以及不同生产时期下井底流动压力与产量之间的关系曲线。大庆油田现场2口井中的应用,产量变化与实际误差分别为3.7%和5.5%。该方法可有效评价储层及压裂改造效果,实现多级压裂水平油气井产能评价。     

多层合采智能井实时压力与温度分析模型

智能井各层井筒内实时压力、温度、产量与含水率等数据是指导调控匹配各层产量的重要参数,缺一不可。由于井下情况复杂,目前智能井系统普遍没有安装井下流量计与密度计,因此无法得知各层油藏参数、产量与含水率数据。基于质量守恒、动量守恒理论,结合传热学、热力学、渗流力学等理论,建立层段油管内与油套环空内流体能量守恒方程,利用各层井筒内油套环空与油管内流体单点压力温度实时监测数据分析出各层油藏参数并计算出各层产量与含水率。结合1口智能井实际生产数据,根据各层井筒内实时监测的压力与温度数据计算出各层油藏参数、产量与含水率。通过常规生产测井结果与实时压力温度数据分析结果对比,结果吻合度很高,证明该分析模型实现了智能井实时生产测井的功能,解决了现场实际生产问题。     

致密气藏压裂水平井产能分析及压裂优化设计

致密气藏储集层渗透率低,孔喉细小,储集层流动条件极差。基于应力敏感性对致密储集层渗透率的影响,建立了致密气藏水平井压裂渗流模型,得到考虑井筒储集效应的无因次压力拉普拉斯空间半解析解。在验证模型正确性的基础上,绘制水平井分段压裂产能变化曲线,对产能影响因素进行分析并设计正交试验,以确定主控因素。研究结果表明：压裂参数中裂缝间改造区域渗透率对产能影响最大,裂缝长度次之,裂缝条数最小。基于该模型对胜利油田某致密气藏储集层压裂进行了优化设计,实例计算结果表明,研究区块在裂缝半长为140 m,裂缝密度为6条/km时,尽量增大裂缝间改造区域渗透率可以获得最佳产量。研究结果对致密气藏水平井压裂设计具有一定的指导意义。     

穿层压裂水平井产能计算方法

穿层压裂水平井是低品位难动用油藏的有效开发方式,为了对穿层压裂水平井各层、各缝的产量进行定量评价,对裂缝的位置进行优化设计,基于穿层压裂水平井的开采机理,运用复势叠加方法,充分考虑薄互层油藏穿层压裂时井筒和缝间干扰,推导出分段、多簇、穿层压裂水平井产能公式,定量计算出主力层和非主力层各段、各簇的产量,并分析了缝间距和簇间距对产能的影响。研究认为簇间距的影响要大于段间距的影响,从理论上阐明了水平井穿层压裂是提高低渗透、薄互层油藏经济效益的有效开发方式。该方法可用于多层分段多簇压裂水平井的产能计算及压裂参数优化设计。     

大庆低渗透油田薄差油层勘探开发整体压裂优化设计应用与实践

大庆低渗透油田薄差层通过压裂改造可以使油井产能提高,但是不同的压裂方案设计会产生不同的开发效果,造成单井产能、含水率和采出程度都会有差异,影响开发效果。从理论上进行分析研究,系统整体考虑压裂裂缝参数、注采参数和井网布局整体优化组合影响。主要分析了两个方面:一是区块产量与压裂参数之间的影响;二是油井见水时间与不同压裂参数之间的影响。在大庆渗透油田朝521区块和肇60-54井区初步进行了实践与应用,确保油田开发达到了预期目的,获得好的效果。     

基于嵌入式离散裂缝模型优化的海陆过渡相页岩气压裂水平井数值模拟

近年来，鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块海陆过渡相页岩气勘探开发取得了突破性进展，进一步展示了该领域良好的开发前景，但对该区页岩气水平井产能评价理论的认识还不够深入，从而制约了后续开发井生产方案的优化制订。为了模拟鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气压裂水平井生产动态，基于嵌入式离散裂缝模型理论，考虑了储层不同类型孔隙中流体流动差异，采用有限体积法建立了地质参数建模与压裂缝网表征相结合的数值模拟技术，并结合压裂改造后裂缝网络的展布特点，对现场实例井进行了生产动态分析。研究结果表明：(1)海陆过渡相页岩气藏压裂水平井整体产量偏低，压裂施工规模和单井产能之间相关性较弱，压裂裂缝的合理表征是生产动态预测的关键；(2)页岩储层渗透率极低，压力传播范围有限，未与井筒或水力裂缝沟通的天然裂缝在生产过程中贡献率较低；(3)天然裂缝为气体在低渗透致密储层提供了渗流通道，提升了水力裂缝网络的复杂度，应优选裂缝发育区对气井进行压裂改造。结论认为，优选压裂改造甜点位置和提高压裂井缝网改造程度是海陆过渡相页岩气藏压裂水平井产量提升的关键，该认识为我国海陆过渡相页岩气高效开发提供了理论支撑。     

压裂水平井裂缝分布对产能影响的电模拟实验

水平井压裂是开发页岩储层、致密砂岩储层等难动用储层的有效方法,但其渗流机理非常复杂,而水电模拟实验则是研究压裂水平井储层流体渗流规律直观有效的方法。根据水电相似原理,利用电模拟实验装置,分单因素和多因素分别考察了裂缝位置、分布、条数、长度等影响压裂水平井产能的因素,绘制了各种裂缝分布情况下的储层压力场分布图,并综合采用正交试验设计和灰色关联分析方法分析压裂参数对压裂后水平井产能影响的重要程度。结果表明：①压裂水平井控制的储层有效生产区域存在差异,垂直缝控制储层有效生产区最大,水平缝次之,然后是30°、60°、75°斜交缝;②压裂裂缝有效缓解了近井筒区域的应力集中现象;③水平井筒长度与裂缝长度存在产量变化临界点,该临界点随井筒长度变化而变化。压裂裂缝参数对水平井产能影响程度依次为：裂缝长度、裂缝条数、裂缝间距、裂缝与水平井井筒之间的夹角。     

基于油层分类标准的特低渗油藏压裂井层定量优选研究及应用

延长特低渗油藏由于储层物性差、油层厚薄不均、纵向非均质性严重、无自然产能等特点,需要对储层进行改造才能见到较好的效果。压裂是特低渗透储层增产稳产的重要手段,选井选层直接影响压裂效果,目前国内油田压裂时主要依靠经验选择井层,不能保证压裂后获得较高的增产效果。以G644井区为例,通过对目标区块油层精细评价,利用测井曲线及油层压裂后产量峰值的综合定量分析得到特低渗砂岩储层产能评价的关键参数,并建立了油层分类划分标准,将油层由好到差分为五类,实现了对压裂优选层位的分类划分。在此基础上确定了合理选井时机、完善了选井选层方法,使压裂选井选层更加合理,这对特低渗透储层有效开展压裂产能预测及层位优选、评价产能改造潜力、提高油藏开发效益具有重要指导意义。     

气井不动管柱四层分层压裂技术在包16井的试验应用

四川须家河储层物性差、纵向上含气层系多,层间跨距变化大,单层产能低,为实现纵向上各气层的均衡改造,提高单井产量,降低作业周期和成本,开展了不动管柱四层分层压裂技术,在包16井取得成功应用,突破了以往封隔器分层最多三层的限制,具有广阔的推广应用价值。     

可钻式复合桥塞多层段压裂技术的现场应用

国内正逐渐开始对致密砂岩气、页岩气、煤层气等非常规油气藏进行勘探开发,针对这类非常规油气藏,多层段压裂改造是提高单井产量的必要手段.可钻式复合桥塞多层段压裂技术作为目前国内外进行页岩气藏等非常规油气藏开发使用的主体储层改造技术,该技术具有不受分段压裂层数限制、工具管柱简单、不易造成砂卡、解除封堵快捷、桥塞钻铣完后保证了井筒的畅通便于后续工艺管柱的下入等诸多的优点,文章从压裂工艺原理、技术关键和现场应用等几方面进行了分析.该技术在现场的成功应用取得了显著的增产效果,同时也为国内非常规油气藏的多层压裂改造提供了新的技术支撑及开发思路.     

特低渗透油井层间干扰分析

在特低渗透油藏压裂井产能预测模型的基础上,建立了两层油藏油井合采和单采的向井流动态预测模型,考察层间距、地层压力和含水率等3个参数变化对产量的影响。结果表明:层间距、含水率以及地层压力3个因素对产量增加量都存在影响,其中影响程度最大的是地层压力,在所研究的地层渗透率和地层压力范围内,层间距在400m以内的储层都不需要采用分层开采的方式。     

管外光纤监测压裂单簇裂缝延伸强度现场试验

新疆油田石炭系火山岩储层非均质性较强,多簇压裂和暂堵转向压裂开发效果差异较大,主要原因在于常规压裂监测技术难以准确监测各簇裂缝进液和扩展情况从而采取针对性措施,为此进行了管外光纤监测技术现场实验。实验结果表明,管外光纤技术能实时测量井筒的温度分布,同时通过声波振动能实时了解压裂施工过程中各簇的进液情况。通过对测得温度数据和震动数据进行合理的解释后,可以得出各簇不均匀进液情况,针对性的设计暂堵或重复压裂改造工艺,促进各簇裂缝均匀进液扩展,从而较大幅度提高储层改造体积。根据管外光纤的实时现场结果,优选段内多簇+极限限流+暂堵压裂技术,在西北缘石炭系推广应用32井次,压裂后单井平均产量提高13%,取得了良好的应用效果。     

低渗透油藏分段压裂水平井布缝方式优化

为提高压裂改造效果,须优选出合理的裂缝参数。目前国内外优选裂缝参数时,只对裂缝务数、长度、间距、导流能力进行优化研究,没有考虑水平井裂缝布放方式对压裂水平井产能和含水率的影响.为此,文中以某低渗透油藏七点注采井网单元为例．采用数值模拟方法,在水平井分段压裂裂缝参数单因素分析基础上进行水平井布缝方式优化研究,评价了裂缝参数时井网单元开发指标的影响,最后优选出合理的水平井分段压裂裂缝参数。研究结果表明：考虑注水井的影响,为避免水突进,水平井布缝时,裂缝要错开注水井排布,靠近注水井的裂缝要短些,可以不等间距、不等长度排布,在获得较高产能的同时保证含水率也较低：合理的水平并布缝方式可提高单井产量和区块采出程度,使含水率上升缓慢,可提高水平井分段压裂改造效果和经济效益．该研究为同类油藏压裂施工设计提供了有效依据。     

页岩气微地震压裂实时监测技术——以四川盆地蜀南地区为例

长水平井段多井拉链式水力压裂是提高四川盆地蜀南地区页岩气产量和降本增效的重要手段。微地震压裂监测因其能够对水力压裂裂缝进行实时成像而被广泛应用于页岩气压裂效果评估和压裂参数优化调整。但目前国内页岩气微地震压裂监测仅能按照压裂监测前设计的参数完成平台井压裂作业后才能评估压裂效果,其评估结果只能为下一个平台井的压裂参数提供指导,缺少对正实施井进行实时优化压裂参数的经验,致使微地震压裂监测的实时作用失效。为此,利用放射状排列微地震地面监测和微地震井中联合监测技术,采用实时定位方法,对四川盆地蜀南地区页岩气长水平井段多井拉链式水力压裂裂缝进行实时成像,实时评估压裂效果,现场实时指导了前置液参数、射孔、暂堵剂的投放时间等参数的优化,有效避免了重复压裂、压裂效果不均等现象,提升了压裂改造效果。2口井组的实践结果表明,微地震压裂实时监测在实时评估压裂效果和实时优化压裂参数方面能够发挥重要作用,平均测试页岩气产量增加2~5倍,值得进一步借鉴和推广。     

页岩气藏加密井压裂时机优化——以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例

加密井的压裂时机直接影响着页岩气藏最终的开发效果。为了有效地指导页岩气藏加密井部署与压裂施工,基于离散裂缝网络模型、有限差分模型及有限元模型,提出了一套页岩气藏加密井压裂时机优化方法 :根据页岩气田开发现状及井网加密需求,系统考虑储层非均质性和天然裂缝发育特征,建立渗流—地质力学耦合条件下四维地应力演化及复杂裂缝扩展的多物理场模型,进而模拟加密井水力裂缝扩展形态、加密井及井组开发效果,最终优选出加密井最佳的压裂时机。以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例,利用该优化方法研究了加密井压裂时机和施工参数对其复杂裂缝扩展形态、单井及井组产能的影响规律。结论认为:①该优化方法能够有效模拟老井生产过程中储层物性及力学状态变化,预测压后产量变化,优选加密井压裂参数及压裂时机;②当加密井射孔簇间距减小、每簇施工液量增大时,水力压裂改造体积、裂缝密度增大,压裂后产量提高,但射孔簇间距过小、每簇施工液量过大时,则有可能会导致分支裂缝串通和重叠,降低压裂液效率、影响压裂后产能;③压裂时机越晚,加密井井筒附近分支裂缝越密集,但改造体积越小、初期产量越低;④当目标井组生产36个月进行加密井压裂时,井组累计页岩气产量最高、开发效果最优。     

基于分布式光纤声传感的油气井工程监测技术应用与进展

为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感 (DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强度等优点。介绍了分布式光纤声传感技术的监测原理、光纤结构和安装方式,调研了DAS技术在石油领域——地震、油气井生产和注入、水力压裂、生产出砂、管柱泄露、井筒完整性等领域的研究和应用,提出DAS技术将有望成为一种可实时监测油气井全生命周期的经济型监测技术。该研究可为制定合理的开采方案、提高作业的安全性、降低油气田开发成本提供借鉴。     

鱼骨形水平井产能分析与效果对比

鱼骨形水平井作为提高单井产量和油藏采收率的新技术已得到较广泛应用,但因其井眼结构复杂,常规方法难以计算其产能。采用离散化思想建立了鱼骨形水平井油藏渗流和井筒管流稳态耦合流动半解析产能模型,分析了其井筒产能分布规律并对水平井、压裂水平井和等效鱼骨井产能进行了对比。研究表明：鱼骨形水平井主井筒两端泄油能力强,中间弱,侧钻点处局部最弱;分支井筒从跟端到趾端泄油能力逐渐增强。鱼骨形水平井单相油流ＩＰＲ 曲线与直井的两相流ＩＰＲ 曲线相似,其生产压差应控制在合理范围内;低渗透油藏采用鱼骨形水平井增大储层接触面积相比水平井压裂增产更具潜力。     

低渗油气藏压裂水平井产能电解模拟实验研究

根据水电相似原理设计了电解模拟实验,并利用实验对水平段封闭和水平段裸眼2种情况下压裂水平井产能、产量影响因素及井筒附近压力的分布进行了研究,结果表明:①压裂水平井控制油层范围广,能够明显提高低渗油气藏油井产量;②压裂水平井水平段的产量占总产量的比例较大,进行压裂水平井产能分析时不能忽略水平段的生产能力;③压裂水平井产量的影响因素主要为裂缝数量、裂缝半长、井筒长度和裂缝角度;④压裂水平井裂缝周围的等势线近似为共扼椭圆族,裂缝端部和水平井筒两端的等势线比较密集,远离水平井筒的等势线近似为椭圆族。应用实例表明,电解模拟实验结果可用于压裂水平井的参数优化和产量预测;压裂水平井的水平段具有一定的原油生产能力,采取酸化措施能够改善水平井筒附近流体的流动状况,增加油井产量。