非对称裂缝垂直压裂井稳态产能计算模型

为了增加单井产量和提高油田开发效益,水力压裂技术在油田开发中广泛应用.但是目前的垂直压裂井产能计算模型几乎都是基于裂缝关于井筒对称分布的假设,鲜有研究非对称裂缝垂直压裂井的产能模型.因此,针对压裂后非对称裂缝特征,考虑了无限导流和有限导流两种情况,提出非对称裂缝垂直压裂井的产能计算模型,同时分析了裂缝的非对称性对垂直压裂井产能的影响.研究表明:无限导流垂直压裂井的产能与裂缝非对称性没有关系,但是裂缝非对称性对有限导流垂直压裂井的产能影响较大;在同等条件下,非对称裂缝有限导流垂直压裂井的产能相对于对称裂缝有限导流垂直压裂井的产能偏低,并且随着裂缝总长度增加或裂缝非对称系数增大,产能偏低得越严重.     

低渗透油藏压裂井产能分析

建立并求解了 考虑启动压力梯度影响的有限导流垂直裂縫井不稳定渗流的数学模型,绘制并分析了产能动态典型曲线。分析结果表明,随着生产时间增长,启动压力梯度对产量影响显著,启动压力梯度越大,井的产量下降得就越快。裂縫导流能力和表皮效应均对压裂井初期产能影响显著。导流能力越大,压裂井的产量就越高。随着裂縫导流能力的增加,井的增产幅度不断降低。表皮效应越严重,裂縫井的产量就越低。这对深入认识低渗透油藏有限导流垂直裂缝井的生产动态具有重要意义。     

低渗透气藏压裂井不稳定产能分析

低渗透气藏中大多数气井自然产能较低,需要实施压裂改造措施后才可获得经济开发.同时,这类储层中往往具有较高的束缚水饱和度,气体渗流时一般不遵循达两定律,而是存在启动压力梯度影响的低速非达西渗流.为此,建立并求解了低渗透气藏考虑启动压力梯度影响的有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型,绘制并分析了不稳定产能典型曲线.分析结果表明:随着生产时间增长,启动压力梯度对气井产量影响显著,启动压力梯度越大,气井的产量下降就越快.裂缝导流能力和表皮效应均对压裂气井初期产能影响显著.导流能力越大,压裂气井的产量就越高.随着裂缝导流能力的增加,气井的增产幅度不断降低.表皮效应越严重,裂缝气井的产量就越低.这对深入认识低渗透气藏有限导流垂直裂缝井的生产动态具有重要意义.     

低渗透油藏垂直裂缝井产量递减曲线研究

针对低渗透油藏进行水力压裂后形成的有限导流垂直裂缝,利用质量守恒和椭圆流法建立了考虑启动压力梯度低渗透油藏椭圆流数学模型.应用拉普拉斯变换求得低渗透油藏有限导流垂直裂缝井无因次产量表达式.运用Stefest数值反演分析了影响低渗透油藏有限导流垂直裂缝井产能的诸多因素.结果表明,裂缝表皮和无因次导流能力对垂直裂缝井产能的影响主要集中在生产早、中期.随着生产时间的推移,启动压力梯度对产能的影响越来越明显,压裂低渗透油藏开采后期应该考虑启动压力梯度对产能的影响.     

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章利用叠加积分方法，先给出了在封闭油气藏中存在有限导流垂直裂缝的生产井井底压力分布公式，再根据Duhamel原理，计算出垂直裂缝井的弹性产量数据，用不稳态方法预测了单一的、存在有限导流垂直裂缝的气井产量，并利用Stehfest数值反演方法计算得出气井产量递减曲线、累计产量-产量关系曲线，定量讨论了裂缝导流能力、裂缝壁面表皮对气井产量、累计产量的影响，随后举例说明了其应用方法。研究表明，无量绸导流能力、裂缝壁面表皮对产量的影响主要集中在早、中期，当达到晚期拟稳态阶段后，对产量的影响是比较小的。另外，影响水力压裂垂直裂缝井产量的主要因素除了裂缝长度外，还有裂缝的无量纲导流能力，可能有这样的情形，低导流能力的长裂缝和高导流能力的短裂缝等效，从某种程度上说，裂缝的导流能力作用比裂缝缝长更加重要。     

有限导流垂直裂缝井稳态渗流解析解及产能分析

现有有限导流垂直裂缝井理论及稳态渗流解析方程计算精度不高,不能完全满足油井生产的需要.在现有理论基础上,通过引入缝面表皮系数,给出了更为准确的圆形封闭油藏有限导流垂直裂缝井压力解析解,可以计算垂直裂缝井稳态产能,并且分析了壁面污染对稳态产能和裂缝压力降落的影响.通过实践检验,证明了本文解析模型计算结果的准确性.     

低渗透油藏压裂井生产动态分析

基于低渗透油藏非达西渗流理论,考虑基质拟启动压力梯度、压敏效应和裂缝变导流能力,并认为水力压裂裂缝为有限导流能力裂缝,建立了低渗透油藏压裂井的不稳定渗流模型。通过COMSOL有限元软件模拟压裂井的生产动态分析发现,启动压力梯度和压敏效应存在,会明显降低压力井产能。裂缝的变导流能力在时间越长时,对产能和近井压力分布影响越大。该研究对认识低渗透油藏有限导流垂直压裂井的生产动态有积极意义。     

考虑裂缝导流能力时效性的多级压裂水平井产能半解析模型

目前多级压裂水平井产能计算模型研究较多,但大部分产能模型都没有考虑裂缝导流能力时效性对产能的影响。而室内实验和矿场实践表明,在实际生产过程中,裂缝导流能力随时间不断变化。本文利用源函数法求解油藏渗流模型,利用有限差分方法离散求解考虑裂缝导流能力随时间变化的裂缝渗流模型,并通过裂缝和油藏接触面处的流量和压力相等这一边界条件,将这两者进行了耦合,得到了考虑裂缝长期导流能力的多级压裂水平井产能半解析模型。模型计算结果表明,导流能力随时间的降低,在产能预测分析中是不可忽略的因素,这一因素会改变油藏的渗流场分布,改变裂缝内的流量和压力分布,会使更多的流体通过井筒附近的裂缝流入井内。本文建立的模型和计算结果对于储层产能预测研究和实际生产都有较大的指导意义。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

应用位势理论、叠加原理和流体力学的相关原理,建立了考虑裂缝干扰、污染表皮、裂缝非均匀分布、裂缝与井筒有限导流,以及裂缝-井筒汇聚流、裂缝内高速非达西流动的压裂水平井稳态流动数学模型,给出了模型的数值求解方法,并运用模型预测了实际水平井产能,分析了产能的影响因素。结果表明,该模型适用性强,能用于各种复杂情况下的水平井产能预测,预测精度较高;由于裂缝间的干扰作用,各条裂缝产量存在差异,水平井筒两端裂缝产量高,中间裂缝产量低;水平井产能随水平段长度、裂缝半长、裂缝导流能力的增大而增大;裂缝污染表皮对产能影响显著,产能随表皮系数的增加而急剧下降,因此应尽量减少压裂作业对地层的伤害;在相对合理裂缝间距范围内,裂缝分布形式对产能影响不明显;井筒半径对井筒压降有影响,应根据水平井产能的高低,设计合理的井筒半径。     

基于低速非线性渗流新模型的垂直压裂井产能计算

低渗透储层往往通过水力压裂提高单井产能,垂直压裂井产能的评价对低渗透油田开发尤为重要。基于低速非线性渗流新模型,建立了低渗透无限导流能力和有限导流能力垂直压裂井产能公式,并与基于达西模型和拟启动压力梯度模型的垂直压裂井产能模型进行了对比分析。结果表明:3个模型所预测的产能仅在驱替压差非常小时有区别,其中达西模型预测的产能最高,低速非线性渗流新模型次之,拟启动压力梯度模型最小;随着驱替压力的增大,3个模型预测的产能几乎一样。为了便于工程应用,用等效直井产能表示有限导流能力裂缝的产能,结果表明,等效直井井径随无因次裂缝导流能力的增大而增大,随无因次泄油半径的增大而减小。     

多层致密油气藏分层压裂井裂缝非均匀导流能力试井分析方法

压裂直井和多级压裂水平井是致密油气藏目前研究的主要井型,鲜有研究多层致密油气藏分层压裂井合采时非均匀导流能力裂缝参数解释问题。针对多层致密油气藏分层压裂工艺,摒弃致密储层传统压裂缝导流能力均匀的假设,考虑分层压裂缝扩展差异性引起的压裂缝导流能力不均匀现象,通过Laplace空间变换、Duhamel叠加原理和Stehfest数值反演方法,建立了具有非均匀导流能力压裂缝的多层致密油气藏分层压裂试井分析模型,研制了识别多层致密油气藏分层压裂井流动特征的试井分析图版,分析了井筒储集系数、裂缝表皮系数、压裂缝导流能力分布特征、储层物性等对油气渗流规律的影响。结果表明：多层致密油气藏分层压裂储层的油气渗流可分为5个阶段,早期流动阶段受井筒储集系数和裂缝表皮系数影响,中期流动阶段受压裂缝长度及导流能力控制;在相同生产压差下,增大各层压裂缝长度和导流能力有利于提高油气井产量;忽略压裂缝导流能力和压裂缝扩展的非均匀现象,将低估压裂缝区域压力损耗、高估压裂生产井早期产能。通过实例井试井解释,获取了各层裂缝参数。     

基于偏心井反演理论的压裂水平井产能计算方法

基于垂直裂缝稳态渗流等效井径模型、圆形供给边界偏心井反演理论和压降叠加原理,建立了考虑油藏及裂缝渗流的耦合模型,推导了圆形供给边界压裂水平井产能计算新公式,分析了裂缝半长、裂缝条数、裂缝导流能力、裂缝布缝方式对压裂水平井产能的影响。结果表明:压裂水平井裂缝产量是非均匀的,具有边部裂缝产量高,中间裂缝产量低的特点;压裂水平井裂缝存在最优条数,当裂缝条数大于最优条数,水平井产量增加缓慢;裂缝半长增加,水平井产量增加,其中边部裂缝产量增加最显著,中间裂缝产量略有增加;裂缝无因次导流能力增加,水平井产量增加,且很快趋于平稳,在压裂设计中,应避免裂缝导流能力小于曲线的拐点值,引起压裂水平井产能快速下降。最后,通过分析4种布缝方式发现,压裂水平井宜采用交错布缝,同时延长边部裂缝的缝长,适当减小中间裂缝缝长,降低裂缝间的干扰,提高水平井产量。     

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。     

考虑裂缝变导流能力的致密气井现代产量递减分析

针对水力压裂形成的裂缝导流能力会随空间以及时间发生变化这一特点,建立考虑裂缝空间、时间双重变导流和应力敏感效应的致密气压裂直井渗流的新型数学模型,采用混合有限元方法对模型进行求解,获得新模型的Blasingame现代产量递减分析典型曲线。以此为基础,讨论了裂缝空间、时间双重变导流及应力敏感效应对Blasingame曲线形态的影响。研究表明:空间变导流效应主要表现为降低早期典型曲线值;时间变导流效应会导致产量及产量积分曲线下掉,形成S型典型曲线;双重变导流则是两者效应的叠加;时间、空间变导流效应均不会延缓地层进入拟稳态阶段的时间。应力敏感会降低曲线值,但不会使曲线陡降;应力敏感会延缓地层进入拟稳态阶段的时间。忽略变导流效应和应力敏感效应,不会对井控动态储量的计算结果产生较大影响,但会给裂缝、储集层参数解释带来较大误差。经苏里格气田致密气压裂井的常规现代产量递减分析与模型对比,证实新方法可靠实用,且比常规方法精度更高,可用于存在裂缝变导流致密气压裂井的现代产量递减分析。     

有限导流裂缝水平井产能研究

主要研究了压裂水平井产能特征.从理论基础出发,在分析已有模型优缺点的基础上,正确认识地层中裂缝产量的分布特征和规律;利用有限导流垂直井Dupuit公式原理,计算出有限导流水平井产能公式的当量井径.利用当量井径,确定油藏的水平井压裂n条裂缝的产能方程组.其中,重点以3条有限导流垂直裂缝产能推导计算为例,分析其生产动态特征,获取地层、水平井裂缝的几何参数和物性参数的变化关系,动态地分析裂缝条数、间距等因素对水平井裂缝流量分布造成的影响.     

五点井网注水井压裂裂缝参数对油井产量的影响

根据五点并网整体压裂特点,建立了考虑注水井导流能力沿裂缝变化和导流能力随时间失效的产量预测模型,模型更符合实际情况。使用该模型计算注水井压裂对相邻油井的产量影响情况,从而优选出注水井裂缝参数。同时,计算模型考虑了注水井裂缝和附近地层的渗透率伤害对油井产量的影响．也考虑了注水井裂缝和地层相对渗透率不同对油井产量的影响,结果表明：裂缝和地层伤害．以及裂缝和地层相对渗透率不同会严重影响油藏的采收率。     

点汇离散法在压裂水平井产能评价中的应用

在裂缝离散的基础上,应用无限大地层点汇位势理论、势叠加原理及矩阵变换方法,同时考虑裂缝的有限导流,推导了单裂缝压裂水平井和多裂缝压裂水平井产能计算线性方程组,利用数值分析方法获得了每条裂缝产量及水平井总的产量,并在此基础上进行了压裂水平井产能影响因素分析。结果表明:压裂水平井初期产能高,产量下降快,之后逐步趋于平缓,且外部裂缝产量高于内部裂缝;压裂水平井产能受多种因素的综合影响,其中裂缝条数和裂缝无因次导流能力对压裂水平井产能影响最大,其次是裂缝缝长,最后是裂缝与水平井筒夹角。相比以往的压裂水平井产能公式,该公式形式简洁,每一项物理意义明确,易于理解。通过与经典的源函数方法计算结果进行对比证明该公式及算法的可靠性和适用性。     

低渗透油藏垂直裂缝井产能预测及分析

压裂改造技术在低渗透油藏开发中应用广泛,不同的压裂方案所产生的增产效果也不同。为了达到所预期的增产效果,研究压裂后的产能对优化压裂设计有着重要的意义。为此,根据垂直裂缝井周围地层的渗透特征,建立径向流与双线性流复合的低渗透油藏垂直裂缝井渗流模型,考虑低渗透油藏存在启动压力梯度的影响,推导出了低渗透油藏无限导流裂缝和有限导流裂缝的产能公式,有限导流裂缝产能公式计算的结果与现场数据对比误差小于7%。依据准噶尔盆地某区块的特低渗透巨厚砾岩油藏的基础参数数据,绘制了不同影响因素下的产能曲线,并对曲线进行分析得出:裂缝的导流能力达到一定值后,才能近似为无限导流,否则会产生较大的误差;压裂的各项参数必须与储层条件相匹配,才能在现有的经济条件下达到所预期的增产效果。     

低渗透气藏有限导流裂缝水平井产能预测

基于油藏直井的产能公式,引入当量井径,将压裂水平井等效为井径为当量井径的压裂直井,引入拟压力,综合考虑滑脱效应、应力敏感性、非达西渗流等影响低渗气藏渗流的因素,建立了低渗气藏压裂水平井的产能计算模型。研究表明,随表皮系数和变形介质系数增大,产能近似成直线下降趋势;随滑脱因子的增大,气井产能成上升趋势。随裂缝导流能力的增强,产能增加,但当裂缝导流能力增大到一定值时对产能的影响减弱。     

页岩气藏压裂水平井产能计算及其影响因素

为了研究页岩气藏压裂水平井生产动态和预测水平井产量,基于双重介质和离散裂缝模型,利用有限差分求解方法,建立页岩气藏压裂水平井数值计算模型。从储层参数、布缝模式和裂缝形态3个方面,对页岩气藏压裂水平井生产动态进行研究。结果表明：微观流动机理的准确表征对气井产量计算有着重要影响;Langmuir体积越大,基质解吸能力越强,气井稳产阶段产量越高;应力敏感系数越大,裂缝导流能力降低越快,气井产量递减速度越快;U形布缝模式气井产量要大于反U形布缝和锯齿形布缝,弯曲裂缝气井产量要大于平直裂缝,裂缝的分布特点和形态特征对压裂水平井产量计算有着显著影响。研究结果为优化和提高页岩气井产能提供了理论支撑。