致密油藏压裂水平井非稳态产能预测模型

考虑启动压力梯度和压敏效应影响下的基质—裂缝、裂缝—井筒的耦合流动,以椭圆渗流理论和叠加原理为基础,通过当量井径原理,建立了带有多条横向裂缝且裂缝间相互干扰的压裂水平井的非稳态产能预测模型,并分析了压裂水平井产量变化规律及各因素对产能的影响。实例计算结果表明,致密油藏压裂水平井初期产量高、递减快、高产期短,后期产量低、趋于平稳、稳产期长。启动压力梯度和应力敏感效应影响大,启动压力梯度、变形系数越大,压裂水平井单井产量越低。水平段长度越长、压裂缝条数越多、裂缝越长、导流能力越大,压裂水平井产量越高,但各自存在最优范围。     

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.     

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。     

低渗油藏穿层压裂水平井非线性渗流产能模型

由于低渗油藏特殊的储层特征,当流体在储层中流动时,流体和多孔介质间的相互作用力使其在渗流过程中表现出明显的非线性渗流特征。为了进一步研究低渗油藏的非线性渗流特征,基于椭圆渗流理论和叠加原理,建立了穿层压裂水平井非线性渗流产能模型;以冀东某低渗油藏区块为例,分析地质参数和工艺参数等主要因素对压裂水平井产能的影响。研究结果表明：1)油井产能随启动压力梯度的增加而降低,启动压力梯度为0.00～0.05 MPa/m时对产量影响较大;2)基质应力敏感系数为0.0～0.2时产量变化较大,裂缝应力敏感系数为0.0～0.1时产量下降较大,裂缝应力敏感系数对产能的影响强于基质应力敏感系数;3)在裂缝有限导流能力的影响下,随裂缝半长的增大,油井产量由快速上升到趋于平缓,且存在着最优裂缝半长,最优裂缝半长为100～150 m。该研究成果对提高穿层压裂水平井产能具有指导意义。     

致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型

水平井体积压裂是实现致密油藏有效开发的关键工程技术手段,对致密油藏体积压裂水平井产能的准确模拟计算为体积压裂参数优化设计和压后生产动态预测提供了参考。基于致密油藏体积压裂水平井生产过程中油藏的实际流动形态特征,将水平井划分三线性流区域,结合Warren-Root模型,考虑储集层启动压力梯度和天然裂缝的影响,建立了致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型。结合现场生产数据验证了模型可靠性,并对产能影响因素进行了分析。结果表明:压后总体产量受到延伸主裂缝的条数、半长和导流能力的影响;启动压力梯度及改造区的弹性储容比和窜流系数对压后中后期产量影响大;未改造区窜流系数和弹性储容比影响后期产量的递减速度。该研究对深化认识致密油藏体积压裂水平井流动规律,完善致密油藏体积压裂渗流理论,提升致密油体积压裂优化设计都具有重要理论意义和实际价值。     

火山岩气藏压裂水平井产能预测新方法

火山岩气藏发育多尺度孔、洞、缝介质,压裂水平井投产具有多重介质接力排供气与非线性渗流的特征。引入新的拟压力函数,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内紊流效应,构建了火山岩气藏水平井压裂多条横向裂缝相互干扰的产能预测新方法。结果表明：在气井生产过程中,近井筒附近,裂缝内需考虑紊流效应影响,启动压力梯度对气井产能影响最大,其次是应力敏感效应与紊流效应,滑脱效应影响最小|随着水平井段长度减小,裂缝条数增加,裂缝间干扰越严重,水平井段长度与裂缝条数存在一最佳匹配关系|随着裂缝半长增加,气井产量增大|裂缝导流能力变化对气井产量影响最明显,导流能力越大,气井累计产量越高,裂缝导流能力增加到一定程度时,气井产量随着导流能力增加幅度减小。     

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。     

双孔双渗火山岩气藏裸眼压裂水平井产能预测方法

基于火山岩气藏双孔双渗储集层压裂水平井渗流的特殊性,引入新的拟压力函数,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,综合考虑气体滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感效应及裂缝内紊流效应的影响,构建了火山岩气藏裸眼水平井压裂多条横向裂缝时的产能预测方法。结果表明:气井全生命周期中,启动压力梯度对气井产能影响最大,其次是应力敏感效应、紊流效应,滑脱效应影响最小,应力敏感效应较强的气藏,应减小气井生产压差;随着裂缝半长增加,气井产量增大;随裂缝条数增多,产量增加幅度减缓,存在一个最优裂缝条数;裂缝导流能力变化对气井产量影响最明显,导流能力越大,气井累计产量越高,裂缝导流能力增加到一定程度时,气井产量随着导流能力增加幅度减小,不同类型储层集对应不同的最优裂缝导流能力。图6参15     

致密油藏分段多簇压裂水平井非稳态产能模型

针对段/簇间裂缝渗流场差异,基于线性流分区模型,考虑致密储层低速非达西流动和裂缝渗透率应力敏感特征,建立了致密油藏分段多簇压裂水平井非稳态产能模型。矿场实例验证了模型的正确性。模型计算分析显示：启动压力梯度主要影响油井的中后期产能,储层改造形成的复杂裂缝网络可有效降低非达西流动对油井前期产能的影响;裂缝渗透率应力敏感性对油井产油量影响较大,应力敏感系数越大,油井的产油量和累积产油量越低;裂缝总数较小时,裂缝的段簇比对累积产油量影响较大,相同裂缝条数下,段簇比越大,累积产油量越大;随储层改造体积增大,油井累积产油量增幅逐渐变缓。该研究结果可对致密油藏分段多簇压裂水平井产能评价提供理论依据。     

致密油藏长缝压裂直井基质-裂缝耦合流动模型

致密油藏长缝压裂压力动态和产量变化规律目前尚未明确,开发方案设计缺少理论模型指导。针对长缝压裂基质-裂缝复合流动问题,建立了考虑储层启动压力梯度、裂缝内高速非达西渗流影响的长缝压裂直井基质-裂缝复合流动模型,并运用Laplace变换、点源函数、Stehest数值反演等方法进行求解,明确了致密油藏长缝压裂井压力响应特征和影响因素。研究结果表明,无因次压力及压力导数随启动压力梯度的增加而增大,但启动压力梯度对无因次压力及压力导数的前期影响较小,后期影响较大;非达西渗流系数对无因次压力及压力导数曲线的前期影响较大,随着非达西渗流系数的增大,无因次压力及压力导数增大;裂缝中非达西渗流系数越大,压裂井的产量越低,且压裂井的最佳裂缝半长越小。研究成果为致密油藏长缝压裂方案设计、试井分析等工作提供理论指导。     

特低渗透油藏压裂水平井产能影响因素分析

低渗透、特低渗透油藏具有启动压力梯度,且非均质性较为严重,裂缝参数对产能的影响与常规油藏显著不同。利用油藏数值模拟方法,分别研究了不同渗透率非均质性和不同启动压力梯度条件下,裂缝参数对压裂水平井产能的影响。结果表明,在低渗透、特低渗透油藏中,非均质性较弱的情况下,压裂水平井生产状况与均质油藏类似,在非均质性较强的情况下,应选择比均质油藏更多的裂缝条数和更大的裂缝半长进行生产;在启动压力梯度较大的情况下,应选择较多裂缝条数进行生产。     

考虑非达西效应的低渗气藏水平裂缝井产能特征研究

针对低渗气藏经压裂后形成水平裂缝,考虑地层条件下的气体PVT参数变化,基于稳定流理论,推导出气井压裂后产生水平裂缝条件下,推导建立了考虑启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感共同影响下低渗气藏有限导流水平裂缝井产能预测模型,通过实例分析各因素对产能产能特征的影响。研究结果表明:启动压力梯度和应力敏感使气井产能下降,且启动压力梯度和应力敏感系数越大,气井产能下降幅度越大,而滑脱效应使气井产能增大,且滑脱因子越大,气井产能增加幅度越大;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能影响显著,而在低流压阶段,对气井产能影响更大;气井产能随裂缝半长的增加而增加,而增加幅度随裂缝半长的增加而减小,且在一定裂缝长度下,裂缝导流能力存在一个最佳值。     

低渗透油藏油气两相下水平井产能预测及影响因素分析——以渤海油田A油藏为例

水平井开发已广泛应用在低渗透油藏中,若井底流压小于饱和压力时,预测水平井产能应考虑油气两相渗流的影响。基于考虑启动压力梯度和应力敏感的运动方程,运用保角变换和等值渗流阻力原理,建立了低渗透油藏油气两相下水平井产能预测新公式,并开展了影响水平井产能敏感性因素分析。研究表明,启动压力梯度对水平井产能影响呈线性关系,在相同水平段下,启动压力梯度增大,水平井产量减少,在不同水平段下,水平段长度越小,启动压力梯度对产能影响越大;应力敏感系数增大,水平井产量下降,当应力敏感系数小于0.06 MPa–1时,应力敏感对水平井产能的影响较小。     

储层参数对页岩气水平井产能的影响

页岩属于超致密、低孔、特低渗储层;其微观结构特殊,孔隙结构属于纳微米数量级,具有强烈的多尺度性,渗流机理复杂;气体产出是微观孔喉,微裂缝,宏观裂缝及水力压裂裂缝等渗流通道的耦合,主要包括解吸、扩散、渗流3个阶段。针对页岩气渗流机理,利用数值模拟软件分析Langmuir体积、Langmuir压力、扩散系数,启动压力梯度和应力敏感系数等储层因素对页岩气水平井产能影响。结果表明,页岩气产能随着Langmuir体积、Langmuir压力及扩散系数的增大而增大;但扩散系数大到一定程度,气井产能不再变化;随着启动压力梯度及应力敏感系数增强,气井产能降低。     

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。     

应力敏感影响下低渗透气藏水平井产能分析

低渗透气藏不但存在启动压力梯度,而且还存在应力敏感。通过大量调研发现,在对低渗透气藏水平井产能研究中,更多的是考虑启动压力梯度的影响,而没有考虑应力敏感。为此,在前人研究的基础上,根据低渗透气藏水平井渗流特征,将其分为远井区和近井区,按照稳定渗流理论,推导出了同时考虑启动压力梯度和应力敏感影响的低渗透气藏水平井稳定渗流产能公式。在此基础上,进一步讨论了启动压力梯度和应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响。研究结果表明：启动压力梯度、应力敏感对低渗透气藏水平井产能的影响不可忽略;随着启动压力梯度和应力敏感系数的增大,低渗透气藏水平井产能降低,无阻流量减小。     

页岩气藏压裂水平井产能及影响因素分析

水平井辅以压裂措施开发页岩气已成为世界趋势,但由于页岩气在页岩基质和人工裂缝中呈赋存状态,且具有独特的渗流性,其产能分析较为复杂。以常规压裂水平井产能研究理论为基础,考虑页岩气藏吸附、解吸作用,气体在裂缝中高速非达西流动以及裂缝与井筒的耦合,利用保角变换方法推导得到页岩气藏压裂水平井产能分析的半解析模型。实例分析表明,水平井筒压降对页岩气藏压裂水平井产能影响较小,产量较低时水平井筒压降可忽略不计,而随着储层厚度、裂缝半长、裂缝导流能力、裂缝条数以及基质内外浓度差的增大,页岩气藏压裂水平井产量逐渐增大,但是增大趋势越来越平缓,最终趋于稳定。因此页岩气开发过程中应优选裂缝参数,以达到开发效果最优化。     

考虑压裂液污染的低渗透垂直井产能计算

为计算压裂液污染的低渗透油藏垂直压裂井的产能,采用Heber Cinco-Ley等人提出的压裂液污染带的简化模型,通过压降叠加原理得到因压裂液污染导致的附加压降公式,然后依据扰动椭圆理论推导出不考虑压裂液污染的垂直压裂井稳态压差公式,并根据叠加原理将两公式相结合,最终得到考虑压裂液污染的低渗透油藏垂直压裂井产能公式.这个公式考虑了启动压力梯度、污染带厚度和污染程度的影响.进行参数敏感性分析认为:增产倍数对裂缝半长最敏感,其次为启动压力梯度、污染程度与污染带厚度.因此,进行压裂增产时应该尽量增加裂缝半长,提高压裂液与地层液体的配伍性,减小压裂液对地层岩石的伤害以避免污染程度过高,提高压裂液的返排率以降低污染带的厚度.     

致密油水平井压裂数值模拟及裂缝参数优化

水平井压裂是致密油藏开发的必要技术手段。为了给出致密油水平井压裂的合理裂缝参数,以大庆油田致密油储层为例,使用油藏数值模拟软件Radial-X建立模型,模拟了致密油水平井压裂生产过程。结果表明,致密油仅在井、缝附近发生渗流,水平井开发的控制范围由水平段长度和压裂改造的缝长、缝密决定。通过水力压裂的裂缝参数敏感性分析得出:裂缝导流能力增加到一定程度即可达到增加水平井产能的目的;增加裂缝数量能提高水平井产能,但是水平井多条裂缝会互相干扰,大庆油田致密油高台子储层2 km井长模型5 a的最优裂缝条数约为20条,扶杨储层5 a的最优裂缝条数约为15条;增加裂缝长度对压后生产有利,但随着裂缝长度增加,产量增加幅度会减小。