低渗透率油藏压裂直井开发数值模拟研究

目的：对压裂直井产能分析，为高效益开发低渗油藏提供依据。方法：①建立压裂直井生产特性地质模型，在数值模拟基础上对压裂直井的裂缝长度和导流能力与累积产油量关系、供油面积的影响因素、地层渗透率的变化对产量的影响因素进行量化分析；②压裂直升与水平井开发效果对比。结果：影响压裂直升产能因素包括水力裂缝长度、导流能力，地层渗透率和供油面积，对某一特定油藏，这些参数都有一个使产能达到最高的界限值。结论：低渗油     

水力压裂井模拟

在石油工程作业中经常会遇到压裂井。它们可以是用于提高产量的水力压裂井,也可以是钻入了天然裂缝的井。由于裂缝的存在,裂缝井附近的流体特性和压力分布会变得很复杂,因此对此类井的数值模拟也比较 复杂。对于这类井,特别是水平或多侧向的裂缝井,数值模拟还没有有效的方法。本探讨了利用油藏模拟软件进行压裂井模拟的新技术。对于压裂井的模拟,我们提出了一种新方法。它的基础是根据稳态压力分布计算井区的适宜数值生产指数（PI）和压裂井周围的传导率。此方法对粗网格的模拟可达到满意效果。     

煤层气藏直井压裂开发数值模拟研究

根据山西宁武煤层气藏的情况,建立了相应的地质模型,利用数值模拟手段对宁武煤层气区块进行了井网形式和井排距的优化研究。结果表明,对于一煤层气藏来说,存在着合理的井网形式;对于具有方向性的储层,井距与排距应有合适的比值。针对宁武区块,应采用矩形井网,最佳井排距比值为2·5,通过综合指标分析,认为350m×875m的矩形井网为最佳的开采设计方案。     

页岩油储层径向井立体压裂产能预测模型研究

页岩储层页理发育,常规水平井体积压裂纵向穿层能力不足导致改造程度受限。本文根据径向井立体压裂开发页岩油新思路,给出了径向井立体压裂的缝网形态描述方法,建立了页岩油三维基质—裂缝—井筒跨尺度流动模型,对比分析了水平井压裂和径向井立体压裂2种开发模式下的页岩油产能,研究了天然裂缝对页岩油产能的影响。结果表明：径向井立体压裂可打破裂缝层高限制,增强了储层改造效果,径向井层数和主井数越大,产能越高。以松辽盆地古龙页岩油藏为例,有天然裂缝条件下3井3层4分支径向井立体压裂缝网直接相交的水力裂缝是水平井压裂的1.35倍,第三年产油速率和总产油量均为水平井压裂的2.2倍以上,研究结果可为径向井立体压裂高效开发页岩油提供理论依据。     

二氧化碳无水蓄能压裂参数优化

二氧化碳无水蓄能压裂技术在形成地层高导流裂缝的同时,通过与原油相互作用表现出了一系列有别于常规压裂的增产特性,包括降黏、体积膨胀和混相等。因此其优化设计过程也不同于常规压裂优化设计。首先利用地层原油取样进行室内二氧化碳与原油相互作用实验,获取最小混相压力;利用液态二氧化碳压裂时裂缝长度与储层物性参数关系模板,确定裂缝参数;以最小混相压力为条件,以裂缝参数和井底注入压力为基础,利用三维油藏数值模拟方法预测二氧化碳波及范围、混相带范围,最后确定最优的二氧化碳用液量。利用FracProPT拟三维压裂裂缝模拟软件,结合沿程摩阻损失,以保证井口和井下管柱结构安全稳定为设计前提,从水马力效率和经济效益角度优化施工排量;建立压后地层温度压力计算模型,模拟关井后混相带面积,确定最优关井时间为混相带面积最大时即压后井底压力大于最小混相压力的时间。吉林油田二氧化碳无水蓄能压裂技术已成功应用于致密油井,二氧化碳无水蓄能压裂后产油量均较压前有显著提高,6口井压后平均日产油是同区块常规重复压裂的2.7倍。研究结果表明,该二氧化碳无水蓄能压裂参数优化设计方法是合理可行的。      

低渗透油藏压裂水平井井网优化方法研究

采用压裂水平井井网是开发低渗透油藏的有效手段,但此类井网的缝网参数较多,注水开发使得渗流规律与油水分布更为复杂,诸多参数存在交互作用,井网优化难度增大。针对压裂水平井缝网参数优化过程中面临的问题,按照从局部到整体,从主要到次要的研究思路,分析裂缝半长与裂缝密度对压裂水平井单井产能的影响规律;然后根据裂缝参数技术界限,以最大采出程度和净现值为目标,研究了注采井距、水平段长度、水平井裂缝半长、注水井裂缝半长、排距等缝网参数对目标值的影响规律及相应机理,得出了缝网参数的最优组合,为低渗透油藏压裂水平井网优化提供了方法和借鉴。     

径向井立体压裂裂缝扩展数值模拟

基于有限元-无网格法,考虑压裂液流动与岩石基质变形的耦合作用,建立了径向井压裂裂缝扩展数值模型,模拟了径向井压裂裂缝形态,定量表征了径向井对裂缝的诱导作用,揭示了方位夹角、水平主应力差与岩石基质渗透率等对裂缝形态演化的影响机制。研究表明,同层双分支径向井压裂时径向井间存在挤压作用,当径向井沿最小水平主应力方向对称分布且方位夹角大于15°时,挤压作用减小了径向井的裂缝引导长度,当径向井沿最大水平主应力方向对称分布时,挤压作用增大了径向井的裂缝引导长度。裂缝形态由径向井的纠偏作用、径向井间的挤压作用与最大水平主应力的偏转作用共同控制。当径向井沿最小水平主应力方向对称分布时,径向井的裂缝引导长度随着方位夹角的增大逐渐减小,当径向井沿最大水平主应力方向对称分布时,径向井的裂缝引导长度随着方位夹角的增大先减小后增大。径向井的裂缝引导长度随水平主应力差的增大而减小。岩石基质渗透率增大,径向井周围基质的孔隙压力增大,对裂缝的诱导作用增强。     

压裂井裂缝参数优化研究

压裂井裂缝参数是决定压裂效果最主要的因素,优选压裂参数可以提高效益,节约成本。以长庆油田某区块菱形反九点井网为例,应用低渗透地层油水两相流数学模型,采用数值模拟方法,模拟计算不同裂缝参数组合、不同生产时间下的原油累计采出程度,详细分析了水力压裂采出程度与裂缝参数、井网形式、时间的关系。通过对比发现：在短期内获得最大的采出程度,增加边井裂缝半长是必要的;在压裂生产中后期,边井的裂缝会引起注入水的浸入,原油产量下降,含水率急剧上升,同时由于注入水大部分从边井流出,使角井无法得到注水井的影响,从而角井产量也大幅度下降,因此要在中长期获得最大的采出程度,需边井取较短的裂缝半长,角井取较大的裂缝半长。该结论为压裂参数优化提供了新的认识。     

石西地区石炭系油藏水平井井身结构探讨

本文对石西地区已完钻的３口水平井在钻井中出现的问题进行了分析，同时参考直井钻井情况，指出了现有井身结构的局限性。据此设计了几种可能的井身结构，并通过对这几种进身结构优点，施工难点的分析对比，对石西地区水平进井身结构进行了优选评价。     

开发用于水力压裂井的三维模拟工具

本文介绍了一种新型、独特工具的开发和性能，此工具可以连接水力压裂模型和油藏模拟器。同时这种工具在推进水力压裂工程和油藏工程的效率和一致性方面开创了新的里程碑。     

压裂水平井井网参数自动优化研究

应用压裂水平井井网开发低渗透油气藏时,选择合理的井网参数、裂缝参数是获得良好开发效果的重要保证.针对常规正交优化算法存在的局限性,应用遗传算法对水平井长度、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、井距、排距等参数进行了优化设计研究,利用数值模拟软件与编程软件的调用接口,编制了压裂水平井井网自动优化软件,实现了智能化操作,极大提高了工作效率.应用结果表明,利用所建立的方法进行压裂水平井井网参数优化,优化结果比常规正交优化算法提高10%,具有较强的实用性.     

裂缝性油藏压裂井产能数值模拟模型研究与应用

研究的裂缝性油藏渗流介质包括人工压裂裂缝和天然微裂缝、大裂缝及基质，将大裂缝与基质的物质交换在微裂缝系统中加以描述，建立了含大裂缝的多重介质渗流数学模型，研制了裂缝性油藏压裂后生产动态模拟器，结合塔里木盆地塔河奥陶系裂缝性油藏参数，综合研究了天然裂缝、人工裂缝对压裂后产能的影响。研究表明：天然裂缝渗透率是影响压裂后产能的重要因素之一；人工裂缝的导流能力随生产时间递减对压裂后产量有重大影响。压裂可能导致天然裂缝污染，应采用低伤害压裂液体系。最大限度地减小对天然裂缝的伤害；增加人工裂缝长度可以改善流体沿裂缝向井底的流动性能，但随着压裂液滤失量的增大对天然裂缝的污染会加重、加深，应确定合理的压裂施工规模以获得合理的裂缝长度，避免导致裂缝长度增加而产量下降。裂缝系统连通差、渗透率较低的油藏，实施压裂也难以获得理想的增产效果；含有大裂缝的井压后产量明显高于不含大裂缝的井，但易形成水窜，可导致油井压裂后含水上升较快。图3表1参9     

榆树林油田树2井区整体压裂裂缝参数优化

针对榆树林油田压裂方案存在的问题,根据树2井区块储层特征和现有开发井网与裂缝方位,采用等效导流能力方法,进行了多参数整体压裂数值模拟。结果显示,在储层有效渗透率分别为0.05×10~(-3)μm2,0.1×10~(-3)μm~2,0.2×10~(-3)μm~2和0.3×10~(-3)μm~2条件下,边油井最优穿透比分别为0.6,0.5,0.4和0.3,角油井分别为0.8,0.8,0.6和0.5,水井裂缝长度分别为0.4,0.4,0.3和0.3;油、水井裂缝导流能力为25~30μm~2·cm。低渗油藏水井裂缝长度应严格控制,要求的导流能力也较低,以免油井见水过早。     

整体压裂井网与裂缝优化设计新方法

建立了既适用于常规低渗透油藏也适用于复杂断块低渗透油藏的压裂井网和裂缝优化模型,以压裂井对油藏的波及系数最大、死油区最小为目标,充分考虑压裂裂缝与井网的优化匹配,结合油藏数值模拟的方法,通过选取采出程度较高、平均单井产油量较高、油藏综合含水率较低的井网部署方案来达到对压裂井参数的优化,从而获得适合油藏实际情况的井网类型和裂缝参数的最佳组合方案。在此基础上系统研究了地层最大水平主应力方向和单井椭圆泄油区域对低渗透油藏井网部署的影响。首次对复杂断块低渗透油藏不规则井网的部署以及整体压裂开发方案的设计进行了研究,进一步完善了低渗透油藏整体压裂开发方案的设计理论。该方法应用于大庆油田和渤海某油田试验区整体压裂开发方案的设计中,取得了较好的生产效益。     

采油井重复压裂的经济界限研究

采油井（层）进行重复压裂是低、特渗透油田提高增油效益的重要途径。本文应用油藏数值模拟技术研究了重复压裂的经济界限,即合理压裂周期和合理压裂半径。论证了采油井（层）多次进行了重复压裂具有的增油效益。通过对周期性重复压裂井的生产效果。、定期效益和次数效益的分析,确定了合理压裂周期。引入增油半径比和模糊关系矩车处理数值模拟结果,确定了合理压裂半径,评价了油井多次重复压裂及配合放大压差对油田稳产的作用及取     

新疆油田九区石炭系油藏水平井分段压裂关键技术研究应用

九区石炭系为低孔、特低渗的浅层火山岩储层,岩性以凝灰岩为主,天然裂缝发育,是典型的孔隙 ～ 裂缝型双重介质储层,储层非均质性严重。九区石炭系压裂过程中压裂液滤失大,人工裂缝宽度狭窄容易导致砂 堵,人工裂缝启裂和扩展复杂,缝高控制难度大的难题,文章通过对九区石炭系水平井体积压裂技术的研究,形成 以分段优化设计方法、变黏压裂液体系、支撑剂粒径优选以及组合控缝高等关键压裂技术,提高了施工成功率和压 裂改造效果。     

川东石炭系气藏完井增产措施地质效果分析

文中从压裂酸化工艺技术角度出发,对川东石炭系气藏储层特征进行了描述。分析石炭系储层完井增产作业所要解决的主要问题,在统计分析川东石炭系气藏上百井次酸化资料的基础上,开展不同气井类型、工艺措施、施工规模以及完井方式与压裂酸化效果的研究,提出以投入和产出的经济效果来优选各类气井完井增产措施的最佳方案。     

有限元法超低渗油藏体积压裂裂缝参数优化

应用体积压裂技术开发超低渗油藏效果良好,加强体积压裂裂缝参数优化具有重要意义.基于有限元理论,建立油水两相渗流数学模型,应用混合单元有限元法,采用任意三角形单元和线单元描述地层和裂缝,在自然能量开采方式下,以单并为研究对象,对压裂段数及裂缝长度进行优化.结果表明:水平段长度800 m时,2,3,4簇最优压裂段数分别为10,8和7;增加半缝长,可扩大改造体积,增大泄油面积,显著提高措施累计产油量.     

老区直井重复体积压裂改造效果评价

借鉴于水平井体积压裂的理念,中国石油各大油田实施了直井重复体积压裂改造现场试验。老区直井地应力场较为复杂,且无法大规模运用微地震等监测技术评价压裂效果。基于试井数据、返排数据和生产数据,建立了压裂效果评价方法。评价模型考虑了地层真实非线性渗流,并用非线性因子与绝对渗透率的乘积表示地层的视渗透率,将储集层改造区域划分为不同复杂程度的次级裂缝区域,分析了次级裂缝区域分区在双对数曲线上的差异。算例敏感性分析可得出主裂缝缝长对生产阶段的后期影响较小,试井所得的主裂缝缝长可作为基本参数用于生产阶段拟合。以长庆油田老区直井为例,认为过早的关井测压会使测试结果不准确;老区直井重复体积压裂改造存在见水的风险;在返排和生产阶段,重复体积压裂改造效果逐渐变差,尤其核心区域变差的幅度更大,在生产阶段(150~246 d),核心区域渗透率仅为返排阶段的13.3%,其改造区域面积仅为返排阶段的30.0%.