致密气藏压裂水平井产能计算方法

致密气藏开发普遍采用多段压裂水平井的开发模式。为了准确评价致密气藏压裂水平井产能并确定气井的合理配产,实现气井高效开发,基于保角变换理论和气水两相渗流理论,同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层有效渗透率的影响,建立了压裂水平井气液两相产能方程。通过实际生产数据验证,结果表明：无因次泄气边界大于0.55时,气井生产压差随配产增加呈下凹型快速增长;相同气井产能条件下,水气比越大气井所需生产压差越大;水平段方向与K_y方向平行时,渗透率各向异性程度K_y/K_x越大,相同产气量时的生产压差越小;水平段与渗透率主值方向的夹角θ < 30°时,相同产气量条件下的气井生产压差几乎不变。因此,从降低压裂水平井储层压力损失的角度来考虑,布井时必须充分考虑渗透率各向异性程度和水平井水平段方向的影响,同时注意控制气井配产和采取必要的控水排水措施,以便达到更好的开发效果。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

压裂水平井是有效开发低渗致密气藏和页岩气藏的主要手段,压裂水平井产能是决定非常规气藏开发成败的关键技术指标.但目前能够经济、快速地获得低渗致密气藏压裂水平井产能的方法很少.基于此,采用理想模型与数值模拟相结合的方式,得出了一种能快速评价低渗致密气藏压裂水平井产能的新方法.根据我国低渗透致密气藏的地质特点,建立了单井数值模拟模型.设计了8组16次正交试验,并对其进行了修正等时试井数值模拟.模拟结果表明,储层渗透率和储层有效厚度是影响气井产能的2个主要因素,并建立了不同裂缝条数的压裂水平井的二项式产能方程系数A和B与地层系数的经验关系.通过实例验证,该方法具有计算简单、适用性强、结果可靠的特点,能够节省大量时间和成本,适合现场快速评价应用.     

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。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

水平井分段压裂是低渗致密气藏增产改造的关键手段,压裂水平井的产能预测和影响因素分析对气藏的高效开发具有重要指导意义。基于气体流动中的压降分析,通过对地层段、裂缝段、射孔孔眼段和井筒段的压降进行耦合,综合考虑裂缝应力敏感性、孔眼周围气体汇聚效应和井斜角的影响,建立了压裂水平井产能预测新模型,并分析了速度系数、井斜角、应力敏感系数等因素对产能的影响。实例计算表明新模型预测精度较高,便于工程应用。垂直裂缝产量沿井筒呈中部低、端部高的"倒钟形"分布,且跟端方向裂缝产量略高于趾端方向。随速度系数减小,气井产量先增加后稳定不变,增加幅度随裂缝条数增加而加大;气井产量随井斜角增加而增加,且增加幅度随水平段长度增加而加大;生产后期,裂缝应力敏感会显著降低气井产量,应力敏感系数越大,产量越低。     

致密气藏分段多簇压裂水平井产能计算新方法

水平井分段压裂技术可有效改造致密油气藏,压后产能计算方法是一大研究难点。为更加快速有效地计算水平井压后产能,根据等效渗流理论,采用高渗透带表征复杂多簇缝网,利用平板流公式推导等效渗透率及高渗透带宽度的关系式;基于点汇离散法,应用位势理论和势的叠加原理,考虑裂缝间的相互干扰,建立致密气藏分段压裂水平井非稳态产能计算模型;以川西须5段页岩砂岩交互水平井分段多簇压裂为实例进行压后产能预测,半年后期稳产在2. 5×104m3/d左右。日产量模拟结果表明:高渗透带长度对低渗透致密气藏分段多簇压裂水平井产能影响最大,高渗透带条数次之,而高渗透带渗透率和间距对日产量影响相对较小;以累计产量为目标优选出高渗透带渗透率为40μm2,高渗透带半长为80～100 m,高渗透带条数为4条,间距为50 m。     

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。     

致密气藏水平井压裂产能预测研究

水平井压后产能准确预测是一项技术难题,前人建立水平井裸眼完井压裂产能预测模型较少,且现有模型在计算裸眼井筒产能时没有考虑裂缝和裸眼井段之间的相互干扰。在前人研究基础上,将任意两条裂缝之间裸眼井段处理为等效裂缝,与人工裂缝做同样的离散化处理,根据复位势理论、势的叠加原理以及数值分析理论,建立了水平井裸眼完井压裂产能预测模型,并考虑了水平井井筒压降,结果更符合实际。该模型计算结果表明,裸眼完井方式下,产能仅在生产初期高于射孔完井产能,裂缝条数、长度及间距组合对产能影响较大,但对于低渗、特低渗油气田来说,裂缝导流能力以及裂缝与水平井筒夹角对产能影响不明显;井筒两端裂缝产量几乎是中间裂缝产量的两倍,建议压裂时裂缝长度以"U"型排列为宜。     

低渗透气藏产水压裂水平井产能评价

低渗气藏自然产能低,通常需要水力压裂等有效的储层改造手段才能正常见产,同时地层水的产出对气井产量的影响也不容忽视。基于对压裂水平井影响下流体的渗流规律分析,充分考虑流体渗流时产生的达西效应和非达西效应,划分流体的流动为地层内椭圆流以及裂缝到井筒间的线性流和径向流。引入椭圆坐标系下的标度因子和两相拟压力函数,对椭圆坐标系和直角坐标系进行换算,并利用当量井径理论和势的叠加原理,推导出地层内和裂缝内流动的综合产能方程。实例计算表明,该方程能较为准确地计算气井的无阻流量,具有较强的矿场实用性。从敏感性分析可知,裂缝的应力敏感和裂缝的技术参数对产能影响较大,其中裂缝参数存在一个最优设计值,在发挥气井产能同时也能带来最优的经济性;气井产水会严重影响气井产能,需要做好防水及治水措施。     

考虑非达西渗流效应致密气藏压裂水平井产能分析

随着苏里格气田的大规模开发,水平井技术得到广泛的运用。对于多段压裂水平井,由于裂缝的存在以及裂缝与裂缝、裂缝与井筒耦合影响,渗流场复杂,压裂水平井产能预测与评价是压裂水平井技术的难题之一。本文以无限大均匀地层的点汇定流量的压降公式为基础,考虑了多条裂缝之间的相互干扰,同时考虑气体滑脱效应、储层应力敏感性,建立了压裂水平井产能计算模型,研究气井产能变化规律。     

气水两相流二项式产能方程研究

针对边水驱气藏开发中后期地层存在气水两相渗流这一实际情况,井的气水两相流产能分析理论及分析方法对于气藏工程研究和采气工程研究都具有重要的意义.从渗流力学的基本原理出发,结合质量守恒方程,建立了气水两相流的数学模型,推导出气水两相流时的二项式产能方程,并且给出了求解该数学模型的方法,建立了关于稳定流入动态关系曲线的理论,由此可以做出流入动态关系曲线,为确定井的产能及进行动态分析提供了理论基础.     

致密气藏气水两相压裂水平井产能计算方法

致密气是目前较具潜力的非常规天然气资源之一,但受其储层低孔、低渗特征,气井产水以及气井调产的影响,以常规不稳定渗流理论以及传统达西渗流规律预测气井产量不再适用。基于致密气藏压裂水平井渗流特点,引入气水同产、储层与裂缝应力敏感效应、储层气体滑脱效应以及裂缝气体紊流效应,分别定义储层与裂缝中气水两相拟压力,建立了致密气藏气水两相稳态产能计算新方法。实例计算与产能影响因素分析表明:利用本文方法计算的无阻流量与产能测试无阻流量误差较小,证明了该方法具有较高的准确性;随着裂缝条数、裂缝半长的增大以及裂缝导流能力的增强,气井无阻流量增大;随着生产水气体积比、储层与裂缝应力敏感指数的增大,气井无阻流量减小;滑脱效应对气井产能影响较小,可忽略不计。该方法为致密气藏压裂水平井流入动态研究以及裂缝参数优化设计提供了理论依据。     

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.     

低渗透气藏气水同产压裂水平井产能计算方法

水平井辅以压裂措施开发低渗透气藏已成为全球范围内的趋势,但是气井产水严重地制约了其产能。基于储层和裂缝中气水两相渗流理论,考虑储层应力敏感、气体滑脱效应以及裂缝中气体高速非达西渗流,定义气水两相广义拟压力,利用势的叠加原理,建立了低渗透气藏中气水同产压裂水平井产能新模型。实例应用表明,理论流入动态曲线与实际产能测试数据拟合较好,且计算无阻流量与产能测试结果相对误差较小,仅为5.4%,说明新模型具有较高的准确性。敏感性分析表明,随着裂缝条数、裂缝半长的逐渐增大以及裂缝导流能力的逐渐增强,无阻流量也逐渐增大,但是增大的趋势均越来越平缓;随着水气体积比的逐渐增大,无阻流量明显减小。该项研究可为低渗透气藏气水同产压裂水平井产能预测以及压裂优化设计提供一定的借鉴。     

致密气藏水平井测井产能预测方法研究

苏里格气田×区具有孔隙度小、渗透率低、孔隙结构复杂、各向异性和非均质性强等特点。在水平井开发过程中,由于测井系列少,水平段物性变化大,难于给出合适的解释标准,多级分段压裂难以优选射孔层段,评价水平井产能成为难点。通过构建综合反映储层物性、岩性、电性的综合指数,对水平段分段分级评估,基于简化油藏渗流模型,利用测井资料分别计算各类储层的产能指数,与试油资料相结合得到了该区的产能预测模型。应用综合指数能很好地划分储层类型并指导射孔层段的优选,该产能预测方法只需测井参数,操作简单,预测精度高。     

确定气水同产水平井流入动态关系的新方法

气水两相渗流过程中,气体从水中逸出,或水从气体中析出会改变气藏渗流特征。针对这一现象,基于渗流力学的基本理论,结合保角变换数学方法,将水平井三维流动简化成水平面和垂直面的两个平面流动,同时考虑地层中气水相互溶解和挥发的过程,推导出水平井气水两相渗流的数学模型,建立了水平井气水两相产能方程,并结合相对渗透率辅助方程及水驱气藏的物质平衡压降方程,建立了气水同产水平井综合渗流模型。利用自动拟合方法,通过对气井产气量、产水量、油套压的自动拟合分析,求取气水同产水平井综合渗流模型参数,同时得到气水两相产能方程、气水相渗曲线、单井控制储量与水侵强度。该方法摆脱了确定气井产能必须依靠现场试井的局限,为气水两相流井的产能及动态分析提供了一种新的理论方法。     

页岩气水平井气水两相流流型数值模拟

由于井下高温高压的环境,目前尚无法直接对页岩气水平井内流体流动进行物理实验,水平井内多相流流型特点亟待研究。首先,基于某页岩气水平井生产测井数据,建立内径0.124 m,长16 m,倾角分别为±2°、±1°、0°的5组井下管道模型,采用Fluent软件内置的VOF多相流模型对井下高温高压高气量下气水两相流进行仿真模拟。获得不同倾角、不同流量配比的气水两相流流型。其次,利用模拟流型结果分析井倾角、含水率对流型的影响;与经典的Mandhane流型图做对比,分析流型分布的差异。结论如下:井下气相流量为1 000 m3·d-1时,(1)±2°内的井倾角对流型影响不大,不会使流型发生显著变化。(2)液相流量超过250 m~3·d~(-1)时流型由分层流转变为波浪流,液相流量超过1 000 m~3·d~(-1)时流型开始向气泡流转变。(3)与Mandhane流型图相比,模拟实验中分层流与气泡流的分界面提高。最后,采取数值模拟方法弥补了物理实验的不足,仿真模拟结论可为生产测井解释模型的建立提供一定的参考。     

混合压裂在苏里格致密气藏水平井的应用

苏里格致密砂岩气资源量巨大,压裂水平井是重要的开采手段之一。常规水力压裂形成的高导流短裂缝对于致密砂岩储层或低渗砂岩储层Ⅲ,Ⅳ类井增产效果较差,另外,高黏度交联冻胶压裂液对储层伤害较大。通过借鉴混合压裂工艺在国外致密气田的成功案例,结合苏里格致密砂岩气藏的地质特征,使用StimPlan软件模拟常规压裂和混合压裂裂缝形态,并借助井下微地震监测结果,分析了2种压裂工艺井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。最后,通过苏里格东区致密气藏60余口水平井的试气和生产产量对比,得知混合压裂比常规压裂增产效果明显,且降低了施工成本。混合压裂工艺由于"低伤害、控缝高、造缝长、低成本"等特点,是苏里格致密砂岩气藏开发中的有效增产手段之一。     

深层页岩气井气水两相产能预测

气水两相流动对深层页岩气井产能具有重要影响,研究气水两相生产动态对于评估增产效果具有重要意义。考虑压裂液侵入区域(水侵层)和裂缝的气水两相流动,建立了深层页岩气多段压裂水平井的产能预测模型,并结合物质平衡方程,采用逐次迭代方法获得模型的半解析解。利用商业数值模拟器和矿场生产数据验证了模型的可靠性与实用性,并分析了水侵层敏感性参数(水侵层宽度、含水饱和度和渗透率)对产能的影响。研究结果表明：所建立模型能够合理预测深层页岩气井产能;水侵层宽度及含水饱和度越高,页岩气产量越低,但水侵层渗透率越高,页岩气产量越高,水侵层对页岩气产能的影响是多个参数协同作用的结果;水侵层宽度对页岩气20年累积产气量及产水时间影响最大,而对初期产气量影响最大的是水侵层含水饱和度。新模型为深层页岩气井产能预测精度的提高提供了理论基础和科学依据。     

压裂水平井的产能研究

目前国内在多裂缝水平井流入动态的计算方法、压裂水平井在低渗透率油藏中的开发动态、水平压裂气井的渗流过程，以及水平井筒内压力损失对产能的影响等方面的研究工作中取得了初步的进展；而国外的学者主要针对产能预测方法、裂缝条数的优化、外侧裂缝间距等问题做了进一步的研究和探讨。研究认为，横向缝的生产效果好于纵向缝，压裂水平井的开发效果和经济效益均优于压裂垂直井；压裂裂缝条数以3～5条为好，最佳裂缝长度和导流能力与储层渗透率有关；井筒长度存在一个最优值。未来的研究方向和工作重点主要是缝、筒、层内的流体流动特性等方面的问题。     

致密气藏中压裂水平井的动态分析

将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合 ,获得了预测压裂水平井产能的简单方法 ;系统地分析了影响水平井产能的主要因素 ,其中包括水平段长度、气层厚度、地层渗透率的各向异性以及人工裂缝的裂缝半长等。研究表明 ,在渗透率低于 0 .1× 10 - 3μm2 的致密气藏中 ,压裂裂缝表现为无限导流裂缝的假设是合理的 ;对于给定的气藏 ,存在最佳的水平段长度 ;裂缝半长对产能具有较大影响 ;水平井压裂适用于气层分布稳定、厚度较小、具有一定垂向渗透率的气藏。