低渗透油气藏水平井压裂优化设计
低渗气藏水平井压裂改造技术的研究与应用
低渗气藏水平井压裂改造技术的研究与应用摘要水平井可以提高单井产量，增加原油的可采储量，提高油气田勘探开发的综合效益。
尤其对于低渗油气田，效果显著。
以美国为例，水平井钻井成本已降至直井的1.2～2倍，而水平井的产量却是直井的4-8倍；分段压裂是水平井的有效关键配套技术之一。
运用水平井分段压裂技术，可有效改善低渗透油气藏的流动特点，提高最终采收率。
苏XX位于内蒙古自治区鄂托克前旗城川镇克珠日嘎查的地层整体表现为有效砂体发育、储层物性好，是天然气富集区。
关键词低渗气藏；水平井；分段压裂1 水平井压裂改造技术的研究1.1 水平井开发的优点1）由于低渗气藏渗流阻力大，生产压差一般都较高，而水平井近井压降比直井小且为直线型，可以采用较小生产压差进行生产，延缓见水时间，提高最终采收率；2）水平井可以连通垂直裂缝，增大气井渗透率。
提高低渗气藏产气量和采气速度；3）水平井单井产量高。
可以减少钻井量，实现稀井高产投资。
集中采气成本低，经济上大大优于直井开采。
1.2水平井开发存在的技术问题1）在油气层保护技术方面；2）在气藏工程设计中，确定水平井是否优于直井开发技术；3）气藏条件。
气藏的压力、有效厚度、裂缝发育情况、垂向渗透率等，都直接影响水平井的开发效果；4）井的生产速度比预计的要低，而且经济效益差。
目前仍未发现有效的增产措施。
导致这些井生产速率低的原因包括砂岩的垂相非均质、水平渗透率和相渗透率较低等；5）应用增产措施过程中或由于仪器的精确程度有限，容易导致储层出砂以及损害储层等不利气田开发情况。
2 苏XX水平井分段压裂施工2.1地质简介斜深3850.0m入靶，于井深5003.0m，垂深3578.85m完钻，钻井周期62天。
技术套管下深3831.47m。
该井水平段长度1153.0m，累积砂岩长度（测井统计）936.7m，砂岩钻遇率81.2%；有效储层长度658.6m，有效储层钻遇率57.1%。
2.2邻井生产情况苏XX水平井所在区域邻近生产井3口，目前平均单井日产气1.2×104m3/d。
低渗透气藏水平井多段压裂优化设计方法概述
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五、水平井分段压裂优化设计
四、压裂液
水平井分段压裂工艺对压裂液的性能要求比较高。一般应选用低残渣、低伤 害、悬浮性好的压裂液，进入现场作业前应做好室内评价工作，选取适合该地 质储层特征的压裂液组合。
五、工艺参数优选
施工参数是施工顺利进行和取得良好增产效果的保证，所以施工参数的选 择一定要根据油层的特点和裂缝的几何尺寸来确定。对于水平井压裂裂缝长度 及压裂规模设计应综合考虑油层物性及注水井位置等因素，尽可能的利用水平 井的特点和单井控制储量。
低渗透气藏水平井多段压裂 优化设计方法概述
答辩提纲
一、概况 二、水平井分段压裂工艺技术简介 三、水平井压裂新工艺 四、压裂水平井产能影响因素 五、水平井分段压裂优化设计
一、概述
随着勘探开发技术的发展及钻、完井工艺水平的提高，水平井、 多分支井、大位移井日渐成为国内外油气田开发的主要方向，广 泛应用于稠油、边底水、低渗、薄层等油藏。
四、压裂水平井产能影响因素
一、储层非均质性对产能的影响
储层渗透率非均质亦 是影响气井产能的主要 因素之一。对井外围渗 透性变差的气井，产能 试井测试时间应更长一 些，使气井流动达到拟 稳态，以真实反映气井 产能大小。
四、压裂水平井产能影响因素
二、地层系数和非达西流系数对产能的影响
以渗流理论为基础，结合动静态资料对气井产能的影响因素进行了分析， 地层系数是气井产能影响的主要因素，地层系数越大，气井产能越高;非达西流 系数越大，气井产能越低;储层含水部位与气井的关系较为密切，其中地层中部 含水对气井影响较大。
三、水平井压裂新工艺
一、体积压裂的提出及概念 随着低渗、超低渗油气藏的开发，由于受到储层条件、注采井
低渗透油藏分段压裂水平井布缝方式优化
个最 优值 ， 在 此合 理 的裂 缝条 数为 ８ 。
裂缝长 度影 响井 筒与 油藏 的接触 面 积 ，进 而 影 响
２ ． ２ 裂 缝长 度
压裂 水平 井产 能 。 设水 平井 压裂 ８条 裂缝 ， 长度 为 ２ ５ ～ ３ ５ ０ ｍ， 不 同裂缝 长度 下采 出程 度变化 情况 见 图 ２ 。
第 ２ Ｏ卷 第 ３期
朱世 琰 ， 等． 低 渗 透 油 藏 分 段 压 裂 水 平 井 布 缝 方 式 优 化
３ ７ ５
３ 水 平井 布缝 方 式 优 选
通过 单 因素优化 设计 ， 确定 了合 理 的裂缝 参数 。 即
裂缝 条数 、 裂缝 长度 和裂缝 导流 能力 。在此 基 础上 ， 再 进行水 平井 布缝 方式 优选 。
的条 件 下 ， 用 狭长 、 高渗 透率 的网格模 拟裂 缝 。采取 定 井 底压 力 方 式模 拟 ， 水平 井 井底 流压 为 ８ ． １ ＭＰ ａ ， 注水 井 井底 流 压 为 ３ ３ ． ０ ＭＰ ａ ． 注水 井 不 压裂 ， 水 平井 压 裂 ， 水 平段 长度 为 ７ ０ ０ ｍ， 模 拟时 间为 １ ５ ａ 。
井 的影 响 。在考 虑驱 替效 果 的情况 下对 水 平井 进 行不
体积 系数 为 １ ． ０ １ ８ ， 地层 水体 积系 数为 １ ． ０ ２ ０ ， 地 层原 油 黏度 为 ５ ． ０ ０ ０ ｍ Ｐ ａ ・ ｓ ， 地 层 水 黏度 为 ０ ． ７ ５ ９ ｍ Ｐ ａ ・ ｓ ， 地 层 原油 密度 为 ０ ． ８ ３ ８ ２ ｌ ／ ｍ ３ ， 地 层水 密度 为 １ ． ０ ４ ４ ０ ｔ ／ ｍ。 ， 岩 石 压缩 系数 为 １ ． ０ ６ ５ ￣ １ ０ ＭＰ ａ ～ ， 地 层原 油 压 缩 系数 为 １ ２ ． ３ ５ ０ ￣ １ ０ ４ＭＰ ａ － ． 地层水 压缩 系数 为 ３ ． ７ ０ ０ ￣ １ ０ ＭＰ ａ － ，
低渗透油藏水平井压裂优化设计
石油化工10 2015年17期低渗透油藏水平井压裂优化设计宋健延长油田股份有限公司井下作业工程公司，陕西延安 716000摘要：随着油田油气勘探、开发程度的加深，中低渗、特低渗油藏的比例越来越大。
提高低渗、特低渗油藏的开发效果，对提高油田整体开发水平和经济效益具有非常重要的意义。
水力压裂是实现低渗、特低渗油藏增产增注、改善开发效果的重要工艺措施。
但随着油田开发到了后期，压裂条件较好的井已经不多，另外必须考虑到经济性和挖潜程度的问题，所以压裂实施更加追求工艺的可靠和先进性。
关键词：水平井；压裂机理；酸化压裂；压裂效果中图分类号：TE348 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)17-0010-011 水力压裂增产机理降低渗流阻力，增加渗流面积是水力压裂增产的基本原理。
在压裂前，地层流体以径向流动方式向井底渗流。
径向渗流过程中，由于越靠近井底，渗流面积越小，从而渗流阻力就越来越大，产生地层压降。
由于井底处的应力集中及各种污染，使近井地带的渗透率降低，因而通常井筒附近的渗流阻力会增加。
对一些中高渗地层（几百毫达西以上），只要通过小规模的解堵压裂改造就可使产量有较大提高。
但是对于低渗透地层，只解决近井地带污染问题还不能取得理想的增产效果，应适当增大施工规模，以扩大渗流面积，降低渗流阻力，从而实现增产增注的目的。
2 压裂技术的应用2.1 分层压裂与重复压裂的应用2.1.1 分层压裂目前有两种方式，一是不采用机械分层，通过限流压裂一次性处理多个层，其方法是：采取低密度射孔，大排量施工，依靠压裂液通过射孔孔眼时产生摩阻，大幅度提高井底压力，使压裂液自动转向，从而相继压开破裂压力相近的各个目的层，适合于低渗透薄互砂岩储层油层；二是采取封隔器将压裂层分开，自下而上投球分开压裂，适合于压裂目的层段内跨度相对较大，各小层之间可以进一步划分为明显的几套层段、破裂压力差异大的井。
可以避免长井段笼统压裂的弊端：一是难以保证压开所有的目的层，未被压开的部分油层反受压裂液的污染，或者压开的层出现二次进液，影响压裂效果；二是油层厚度大，压裂液受多层滤失影响造缝，油层改造不彻底；三是判断先压开的层不一定完全准确，压裂层不能彻底改造；四是造成部分层段实际规模扩大。
低渗透裂缝性油藏水平井压裂优化设计开题报告
低渗透裂缝性油藏水平井压裂优化设计开题报告一、选题背景及研究意义水平井压裂技术是目前油气开发中一种重要的增产手段。
其中，低渗透裂缝性油藏是一类特殊的油藏类型，将水平井和压裂技术结合起来，可以有效提高裂缝效果，增加油气产量。
因此，针对低渗透裂缝性油藏的水平井压裂优化设计具有重要的研究意义。
二、研究内容及方法本研究计划选取某低渗透裂缝性油藏为研究对象，以水平井压裂技术为手段，通过系统地分析和优化水平井的位置、井段设计、压裂参数等因素，实现最大程度地提高裂缝效果和油气产量的目标。
具体来说，工作步骤包括：1. 详细调研和分析该低渗透裂缝性油藏的地质特征和流体特性，制定研究方案。
2. 采取三维地质建模技术，综合考虑裂缝发育方向、孔隙度、渗透率等影响因素，确定合适的水平井设计方案。
3. 通过有限元数值模拟方法，评估井段压裂效果，并根据模拟结果对井段设计和压裂参数进行优化调整。
4. 通过实验室对岩心样品进行分析试验，获得具体的岩石力学参数和裂缝特性参数，为优化水平井位置和压裂参数提供依据。
5. 最终制定优化方案，并进行现场试验验证。
三、预期成果及意义通过本研究，预计可获得以下主要成果：1. 确定适合低渗透裂缝性油藏的水平井设计方案，指导工程实践。
2. 优化井段设计和压裂参数，为提高裂缝效果和油气产量提供依据，并降低开发成本和投资风险。
3. 拓展水平井压裂技术在低渗透裂缝性油藏的应用领域，丰富该技术在油气勘探开发领域的应用实践经验。
4. 为解决低渗透裂缝性油藏开发难题，促进油气资源的科学开发和利用提供科学依据。
综上所述，本研究对与油气开发相关领域具有重要的理论意义和实践意义。
低渗透油藏整体压裂方案设计内容及方法(word版)
低渗透油藏整体压裂设计内容和设计方法摘要在低渗透油田的开发过程中，压裂技术成为低渗透油气田开发的主导工艺，在设计思想上也由单井增产措施的优化向区块压裂方案的优化、整体改造开发方案的优化发展。
迄今为止，低渗透油藏压裂技术已伴随着整体压裂技术的发展而进入到一个新的阶段，朝着优化支撑剂、提高压裂液效率、大型整体优化压裂设计的方向发展。
本文介绍了整体压裂的基本特征及设计原则，详细介绍了整体压裂设计的内容及方法，并用G43断块油藏的整体压裂研究进行的整体压裂设计内容的说明。
关键字低渗透，整体压裂，水力压裂，优化设计随着我国石油勘探和开发程度的深入，低渗透油田储量所占比例愈来愈大。
低渗透油田的高效开发对迎接石油工业面临着严峻的挑战、缓解石油供需矛盾有着重要的作用。
在低渗透油田开发方面，相当多的油井采不出、注入井注不进，形成低产低效的半瘫痪状态。
同时相当多的低渗透油田储量仍然难以动用。
油层水力压裂作为低渗透油藏改造的主要措施，随着对压裂技术在认识上的深化，进入八十年代中、后期，在设计思想上有了新的突破：把原来的以单井产量或经济净现值为准则的单井优化设计扩展为以油藏（区块）作为总体单元、以获得最大的油藏经济净现值或采收率（扫油效率和波及系数）为准则的整体压裂优化设计。
油藏整体压裂的工作对象（工作单元）是从全油藏出发，就是将压裂缝长、缝宽、导流能力与一定延伸方位的水力裂缝置于给定的油藏地质条件和注采井网之中，然后反馈到油藏工程和油田开发方案中，从而优化井网、井距、井数及布井方位，以取得好的开发效果和效益。
上述研究成果从整体压裂方案的基础上再做单井的优化压裂设计；通过方案设计实施与评价，全面提高油藏的开发水平与经济效益。
从这个意义上来说，水力压裂已从一项单纯提高单井产量的战术手段，而发展成为经济有效地开采低渗透油藏不可或缺的战略措施，故整体压裂又称油田开发压裂。
制定低渗透油藏整体压裂方案不仅是编制采油工程方案所必需的，也是油田开发（或开发调整）方案的重要组成部分[1]。
低渗透油藏压裂水平井井网优化方法研究
吕
删
ｆ Ｌ 轶
：
力 梯度 与渗 透率 、 流体 视黏 度 的关 系式 为
田
生产时间『 月
图１ 裂 缝 半 长 对 单 井产 量 的影 响
ｏ－ ｏ ３・
㈩
从 图 ｌ中可 以看 出 ，初始 产能 随裂 缝半 长 的增 大
式 中： Ｇ 为 地层 最 小 启 动 压 力 梯 度 ， ＭＰ ａ ・ Ｉ Ｔ Ｉ ～ ； Ｋ。 为 地
根据 数值模 型 ， Ｋ。 和 Ｋｉ 均取 ５ ￣ １ ０ ｍ ， 取 ２
ｍＰ ａ ・ ｓ 。由式 （ １ ） 求得 Ｇ 。 ＝ ０ ． ０ １ ８ ＭＰ ａ ・ ｍ－ ， 由式 （ ２ ） 求 得
＝０． ０ ３ ２ ＭＰａ － 。
又会产 生较 强 的缝 间干扰 ， 降低 各条 裂缝 的增 产 效果 。
量 的影 响 见 图 ２ 。
ｌ ６ ０
２ 压 裂 水 平 井 产 能影 响 因 素
用常 规手 段开 发低 渗 、 特 低 渗油藏 。 产 能偏 低 。用
压裂 水平 井开 发 ， 首 先需 要满 足一 定 的产 能 ， 较 高 的单 井产 能是 压 裂水平 井井 网稳 产 的重要 保证 。在特 定储 层 条件下 。影 响 压裂 水平 井产 能 的裂缝 参数 主要 有 裂
而增 大 ， 但 增大 的趋 势逐渐 变缓 。 为保 证压 裂水 平井 的 产 能要 求 。 实 际 裂缝 半 长 不 应 小 于 ３ ０ ｒ ｎ ， 具 体 的裂 缝
半长 应根 据井 网优 化结 果确 定 。
２ ． ２ 裂 缝 间距
层 渗透率 ， １ ０ ｍ ； ／ ｘ为 流体 黏度 ， ｍ Ｐ ａ ・ ｓ 。
低渗透油藏非达西渗流整体压裂优化设计的开题报告
低渗透油藏非达西渗流整体压裂优化设计的开题报告一、选题背景低渗透油藏是对油气勘探和开发的一种新的挑战。
由于低渗透油藏的渗透率较低，一般在1毫达西以下，导致渗透率的限制，使得油藏的地下开采效率大幅降低。
近年来，整体压裂技术作为一种有效地改善低渗透油藏开采效率的方法，得到了广泛应用。
在整体压裂过程中，通过向井内注入高压流体使得岩石中的裂隙得到扩张，增加了渗透率和储量，使其能够有效地进行油气采集。
但由于低渗透油藏属性的限制，整体压裂技术实施难度较大，且优化设计效果有待进一步提高。
二、研究目的及意义本研究旨在针对低渗透油藏的特别属性，探索整体压裂优化设计及操作方案，以提高油田开发效率和经济效益。
具体目标如下：1. 分析低渗透油藏的特性和导致整体压裂效果受限的原因；2. 综合考虑压裂液配方、注入压力、泵入量等参数，进行优化设计；3. 提出适用于低渗透油藏的整体压裂操作方案；4. 通过实验研究，验证优化设计和操作方案的效果，为低渗透油藏的整体压裂提供科学依据。
三、研究内容本项目主要研究内容包括：1. 分析低渗透油藏的物性特征、地质构造等基本属性，并探讨其对整体压裂的影响；2. 系统总结整体压裂技术中的参数及其对效果的影响，为优化设计提供参考；3. 探究低渗透油藏整体压裂的优化设计方案，对压裂液配方、注入压力、泵入量等参数进行研究；4. 借助数值模拟或实验室实验等手段，验证压裂方案及其效果，总结最佳操作方式。
四、研究方法1. 文献综述法：对于低渗透油藏的特性、整体压裂技术的研究现状、优化设计方案等方面进行充分的文献调研和综述；2. 数值模拟法：通过建立数学模型，模拟整体压裂过程中的流动和变形情况，进行整体压裂的优化设计和方案验证；3. 实验室实验法：利用实验室设备和实验样品，通过模拟压裂液和实测地质条件，验证优化设计和操作方案的有效性；4. 统计分析法：对整体压裂过程进行数据、实验结果的统计分析，找出影响压裂效果的关键因素，为优化设计提供参考。
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２ ．０６
５５ ．３
９ ．２５５
５３ ．４
１ ．３９９
５６ ．０
孔隙度 ／％
１０．３ １２．５ １０．１
深电阻率 ／（ Ω· ｍ）
５４．８ ３５．０ ５８．７
浅电阻率 ／（ Ω· ｍ）
３１ ．６ １８ ．９ ３２ ．３
泥质含量 ／％
６．１ ５．０ ７．３
解释结论
气层 气层 气层
层位
山 １－１ 山 １－１ 山 １－１
＋ｘｆｉｊ ） ２ ＋（ ｘｆｉ１ ４ηｔ
－ｘｆｉｊ ） ２
＋４ｑπｉｗ
＋ｓ
＋
（１）
∑ｎ ｑｉ ｋｉ μＢ
ｊ ＝１ ４πＫｈ
－Ｅｉ
（ －
－ｘ
ｆｉ１
＋ｘｆｉｊ ） ２ ＋（ ｘｆｉ１ ４ηｔ
－ｘｆｉｊ ） ２
假设，除裂缝与井筒相交处，井筒其余的地方
均封闭，压裂水平井产量等于各条裂缝产量之和，即
２
１ ７３６．８６
１ ６１７．８３
１ ６１７．８３
１ ７８７．２８
１ ４７４．５８
６
３ ８６２．２１
３ ６７４．３０
３ ６７４．３０
３ ９３８．４５
３ ４３３．２２
１０
５ ７３２．６５
５ ４９１．３２
５ ４９１．３２
５ ８２８．８０
５ １７３．６４
１２
６ ６２０．４６
６ ３５５．０４
６ ３５５．０４
６ ７２５．５７
６ ００２．６８
注：ｄ１－２ 表示第 １ 条和第 ２ 条裂缝之间的距离；ｄ２－３ 表示第 ２ 条和第 ３ 条裂缝之间的距离；ｄ３－４ 表示第 ３ 条和第 ４ 条裂缝之间的距离
４．５ 裂缝位置 计算研究结果表明，位于水平井段两端的裂缝
５ 实 例
产量大于中部裂缝的产量．这是因为经过一段较长
（２ ） 第一径向流，指裂缝较短且间距较大，则在 各裂缝周围产生的拟径向流．需要指出的是，若裂缝 不是很短且间距不是很大，则不能产生这样的拟径 向流；
（３ ） 第二线性流，指在流动后期，若边缘很远且 缝很短很密，则产生流线相互平行且垂直于水平井 轴线的线性流动；
（４ ） 第二径向流，指对于整个油藏，如果生产时 间很长，则流体以径向流的形式向水平井及裂缝区
压裂水平井日产量增加，但是随着裂缝导流能力的 进一步增加，产量增幅逐渐变小，这与裂缝长度对产 量的影响结果很相似．
间大（情形Ⅳ）、两端大中间小（ 情形Ⅴ）５ 种情况下 模拟裂缝间距对压裂水平井产量的影响（ 见图 ５、表
１）． 计算结果表明，不同的裂缝间距组合对水平井
的累计产量有较大影响．模拟结果表明，当水平井筒 根部和端部的裂缝间距小、中部的缝间距大时产量 最高（情形Ⅳ），反之产量最低（ 情形Ⅴ） ，其他几种 组合情形下的累计产量居中，这说明可以通过减少 根部和端部的裂缝间距来提高压裂水平井的产量．
— ４８ —
西安石油大学学报（ 自然科学版）
层号
４８ ５４ ６３
井深 ／ｍ
３ ０７６．００ ～３ １２３．８８ ３ ２２５．１２ ～３ ２５８．３８ ３ ３９６．５０ ～３ ４０９．７５
表 ３ Ｘ 井水力喷砂压裂位置测井解释数据
视厚度 ／ｍ
４７ ．９ ３３ ．３ １３ ．３
渗透率 含气饱和度 ／（１０ －３ μｍ２ ） ／％
采用三维压裂设计软件进行设计模拟，人工裂 缝几何形态模拟结果见表 ４．
２００８ 年 ７ 月进行了现场压裂施工，压裂工艺采 用水力喷射加砂工艺技术．现场施工结果和设计结 果对比见表 ４．该井压裂前产量 ０．４９ ×１０４ ｍ３ ／ｄ，无 阻流量 ０．６１ ×１０４ ｍ３ ／ｄ；压后产量 ３．３７ ×１０４ ｍ３ ／ｄ， 无阻流量 １５ ×１０４ ｍ３ ／ｄ．
８
５．９０ ５．６１ ５．４６ ５．４２ ５．４６ ５．６１ ５．９０
１０
５．７９ ５．５１ ５．３６ ５．３２ ５．３６ ５．５１ ５．７９
１２
５．７１ ５．４３ ５．２９ ５．２４ ５．２９ ５．４３ ５．７１
层 ２９９．２ ｍ．根据优化结果，Ｘ 井水平井段通过水力喷 砂射孔形成 ３ 条人工裂缝，比较理想的位置：第一层 ３ ４０２．００ ｍ、第二层 ３ ２５３．００ ｍ 和第三层 ３ ０９９．９４ ｍ．
Ｘ 井（具体数据见表 ３） 是某油田的一口水平
的时间后，由于裂缝的干扰，两条中部裂缝之间的流 井，于 ２００２ 年 ８ 月开钻，２００３ 年 ５ 月 ８ 日钻至井深
动区域压力下降很快，而端部裂缝具有更大的泄油 ３ ６００ ｍ 完钻，层位为山 １ 层，裸眼段长 ６７３．５ ｍ；砂
区域，所以两条端部裂缝的贡献将会占主导地位． 岩 ５９４．５ ｍ，在裸眼段的钻遇率 ８８．３％，气层和差气
加砂量 ／ｍ３
设计
实际
１７ ．１６
１７ ．４
１９ ．２８
１８ ．８
１９ ．２８
２２ ．８
砂比 ／％
２４ ．０ ２４ ．５ ２８ ．９
表 ５ Ｘ 井现场施工和设计对比
排量 ／（ ｍ３ · ｍｉｎ －１ ）
设计
实际
１ ．９１
１．９
１ ．９１
１．９
１ ．９１
１ 水平井压裂水力裂缝形态
沿水平井井筒方向延伸的裂缝；水平缝是指裂缝面 沿水平方向延伸的裂缝．平行于水平井筒的裂缝可 以改善水平井的开采状况，将径向流动改善为两个 线性流动，但并不能大幅度增加水平井控制的储量； 而垂直于水平井筒的裂缝在大大改善流动状态的同 时，还可以达到大幅度增加控制储量的目的，也就是 达到利用一口水平井代替多口垂直井的目的．特别 是在开采非均质严重的低渗透油田时，只有利用垂 直水平井筒的裂缝大大增加水平井控制储量才能增 加开采效益．因此，对于水平井压裂希望形成垂直于 水平井井筒的横向多裂缝．
裂缝高度 ／ｍ
上界
水力
２ ８０９．９ ６６．５
２ ８１０．０ ６６．０
２ ８１０．０ ６６．０
支撑 ５９ ．２ ５９ ．０ ５８ ．０
缝宽 ／ｃｍ ０ ．５４ ０ ．５４ ０ ．５４
铺砂浓度 ／（ ｋｇ· ｍ －２ ） ＦＣＤ
２．３５
２０８ ．４５
２．３５
２１７ ．０８
２．３５
２２７ ．１０
层次
１ ２ ３
表 ４ Ｘ 井压裂裂缝模拟结果
射孔井段 ／ｍ
３ ０９８．９４ ～３ ０９９．９４ ３ ２５２．００ ～３ ２５３．００ ３ ４０２．００ ～３ ４０３．９４
裂缝半长 ／ｍ 水力 支撑 １５０．０ １３３．０ １５１．０ １３４．０ １５３．８ １３６．０
下界 ２ ８７６．６ ２ ８７６．０ ２ ８７６．０
情形Ⅰ
ｄ１－２
ｄ２－３
ｄ３－４
１００ ｍ １００ ｍ １００ ｍ
ｄ１－２ ５０ ｍ
情形Ⅱ
ｄ２－３
ｄ３－４
１００ ｍ １５０ ｍ
情形Ⅲ
ｄ１－２
ｄ２－３
ｄ３－４
１５０ ｍ １００ ｍ ５０ ｍ
ｄ１－２ ７５ ｍ
情形Ⅳ ｄ２－３
１５０ ｍ
ｄ３－４ ７５ ｍ
（ｍ３ ） 情形Ⅴ
ｄ１－２
ｄ２－３
ｄ３－４
１２５ ｍ ５０ ｍ １２５ ｍ
Ｎ
∑ Ｑ ＝ ｑｉｆ ．
（２）
ｉ ＝１
这样就可以得到一个含 Ｎ 个未知数 ｑｉｆ 、Ｎ 个方程的
线性方程组，该方程组可封闭求解．
４ 水平井分段压裂裂缝的优化
４．１ 裂缝条数 随着裂缝条数（Ｎ） 的增加，压裂水平井的日产
油量总体上逐渐增加，但在相同生产时间内，随着裂 缝条数的增加，日产量增幅随着裂缝条数的进一步 增加逐渐减小．
表 ２ 不同位置裂缝的日产油量统计
生产时间
日产油量 ／ｍ３
／月 裂缝 １ 裂缝 ２ 裂缝 ３ 裂缝 ４ 裂缝 ５ 裂缝 ６ 裂缝 ７
２
６．６６ ６．３３ ６．１６ ６．１１ ６．１６ ６．３３ ６．６６
４
６．２５ ５．９５ ５．７９ ５．７４ ５．７９ ５．９５ ６．２５
６
６．０４ ５．７５ ５．５９ ５．５５ ５．５９ ５．７５ ６．０４
２ 压裂水平井的流动形态特点
１９９５ 年，Ｈｏｒｎｅ［３－４］ 研究了水平井中多条横向人 工裂缝的瞬态压力特性，其流态见图 １．由图 １ 可 知，可将水平井中多裂缝的流动形态分为 ４ 部分：
水力裂缝方位垂直于最小主地应力方位，因此， 依据水平井井筒方向与最小主地应力方位的关系， 水平井人工裂缝一般有 ３ 种形态：横向缝、纵向缝、 水平缝．横向缝是指裂缝面与水平井井筒相垂直的 裂缝，一般可以产生多条横向缝；纵向缝是指裂缝面
研究还表明，在生产一定时间后，水平井中的多 条裂缝之间将产生干扰，愈靠近内部的缝所受到的 干扰愈大，产量则愈低．因此，水平井中裂缝条数的 优化非常重要，它不仅影响水平井的产能，同时也影 响压裂施工的安全性和最终经济效益．研究认为，如 果沿裂缝方向的渗透率（Ｋｘ ） 与沿井筒方向的渗透 率（Ｋｙ ） 相等或相差较小，那么裂缝的最佳条数为 ３ ～５ 条，如果沿裂缝方向的渗透率比沿井筒方向的 渗透率大，那么裂缝的最佳条数将有所增加．
图 ２ 裂缝条数对压裂水平井产量的影响
４．２ 裂缝长度 从图 ３ 可以看出，随着裂缝长度（Ｌｆ） 的增加，压
裂水平井的日产量逐渐增加，随着裂缝长度的进一 步增加，产量的增幅变小．
图 ３ 裂缝长度对压裂水平井产量的影响
孙良田等：低渗透油气藏水平井压裂优化设计
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４．３ 裂缝导流能力 由图 ４ 可见，随着裂缝导流能力（Ｄｆ ） 的增加，
２００９ 年 ５ 月 第 ２４ 卷第 ３ 期
西安石油大学学报（ 自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉ′ａｎ Ｓｈｉｙｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）