低渗气藏水平井分段压裂间距优化设计方法
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 － ，
水平缝压裂参数优化设计
水平缝压裂参数优化设计随着水平井数量和产量比重的增加，如何成功地开展水平井压裂改造就成了一个难题。
压裂水平井参数的优化设计，是压裂施工前必须要考虑的一个基本问题。
标签：遗传算法；参数优化；压裂目前，水平井压裂参数的优化设计方法有常规正交优化算法和遗传算法，后者试验获得的寻优结果比前者高。
针对遗传算法寻优时生成初始种群的随机盲目性，将正交设计原理与遗传算法相结合，提出了高效的寻优遗传算法，对压裂水平井裂缝参数进行整体优化设计。
从而很好地克服了遗传初值问题的不确定性，极大地提高了参数的优化效率。
1 关键参数的确定在遗传算法的运行过程中，存在着对其性能产生重大影响的一组参数。
这组参数在初始阶段或种群进化过程中，需要合理的选择和控制，以使遗传算法以最佳的搜索轨迹达到最优解。
遗传算法优化压裂水平井井网参数时的编码方式、目标函数设定、遗传概率选取及数值模拟模型基础数据等的应用，均沿用文献中的形式和数值。
文中只对其他一些关键参数提出相应的确定方法。
1.1 种群规模遗传算法是在解的种群上进行的，这一特点使其具有了搜索过程的并行性和全局性，种群的设定对整个遗传算法的运行性能具有基础性的决定作用。
种群规模越大及种群中个体的多样性越高，算法陷入局部解的危险性就越小，但会使得遗传算法的运行效率降低；种群规模太小，遗传算法的搜索空间会受到限制，可能产生未成熟收敛的现象。
在针对具体问题的求解时，种群规模的选取应当通过试验具体分析，得出适合某一问题的最佳种群规模。
通过对不同种群规模下的最末代运算结果进行对比分析，最终选定种群最优规模为25，此时最优个体已经获得，同时，种群的多样性也得到了维持，运算时间又有了保障。
1.2 代数及终止条件终止代数表示遗传算法运行到指定的进化代数之后就停止运行，并将当前群体中的最佳个体作为所求问题的最优解输出。
可利用某种判定准则，当判定出群体已进化成熟、且不再有进化趋势时就可终止算法的运行过程。
常用的判定准则有：（1）连续几代个体平均适应度的差异小于某一个极小的阈值。
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。
特低渗储层水平井分段压裂建模及参数优化
特低渗储层水平井分段压裂建模及参数优化本文针对特低渗储层的特点，采用水平井分段压裂的方法来实现油井增产，而合理的水平井裂缝参数设计能充分发挥人工裂缝的增产作用。
以锦州油田地质特征和目前开发状况为基础，利用油藏数值模拟软件建立了水平井分段压裂产能模型，研究了水平井压裂裂缝参数、间距裂缝长度、导流能力、加砂规模、前置液百分比的优化，体现了水平井分段压裂技术在有效开发低丰度特低渗透油藏中的作用与效果。
标签：锦州油田;特低渗;水平井;分段压裂;水力喷射;裸眼封隔器一、油藏特征锦州油田位于辽河盆地西部凹陷的西斜坡南部，探明含油面积71.04 km2，探明地质储量20243×104 t，动用含油面积65.09 km2，动用地质储量19222×104t，纵向上发育于楼、兴隆台等八套含油层系。
油层分布较稳定，连通性较好，储层物性变化大，非均质性强。
储层岩性为岩屑长石砂岩、含砾砂岩为主;矿物成分主要为长石和石英，胶结类型为孔隙式胶结。
孔隙度在8.3～13.8%，渗透率为0.038～2.4μm2，为低孔、特低渗储层。
二、水平井压裂产能模型锦州油田未开发石油探明储量中，低渗-特低渗油藏占总储量的58%，已成为保证石油产量的重要潜力。
由于特低渗油藏渗流半径小，经济极限井距小，单井产量低，采用直井井网经济效益较差。
各种水平井开发配套技术应运而生，已成为低渗-特低渗油田有效的开采技术。
在多缝产量预测计算时，我们将预测期分成了早中晚三个阶段，使计算量大幅度下降，其实质是在早期利用数值方法计算多缝产量，而在中期和晚期采用解析方法计算。
当裂缝之间发生相互干扰时，即达到中期，利用稳态依次替换法，首先找出每条裂缝的泄油区域，然后求出泄油区域内的平均地层压力，再利用稳态依次替换法分别求出各泄油区域内裂缝的产量，对于任何生产时刻，均可求出每条裂缝的影响半径，它可以用以下公式近似计算：其中：式中：—液体压缩系数，;一岩石压缩系数，;—原油粘度，mPa·s;K—储层渗透率，;t—生产时间，s;—压力降边缘半径，m。
低孔低渗油藏合理井距确定方法与优化调整
79油田位于坳陷南部储层砂体属于辫状河道沉积，平均有效孔隙度为10.8 %，平均有效渗透率0.4×10-3μm2，为低孔、超低渗、低丰度的致密砂岩岩性油藏。
启动压力梯度大，油井技术极限井距小是影响油田区的致密砂岩油藏储量提高的重要阻碍，这使得储层压裂改造亟不可待。
储层普遍发育裂缝，天然裂缝、压裂人工缝的综合作用，使得确定油井井距的工作变得愈加困难。
本文首先是通过实验测定启动压力梯度，接着得出了启动压力梯度与渗透率的关系，在此基础上本文进一步确定了储层油井技术极限井距。
本文认为，为更有效更准确地确定油井的井距，在工作中应该测量储层裂缝发育程度。
一、启动压力梯度1.实验方法低渗透油藏的启动压力梯度与地层平均渗透率的关系满足幂函数。
n K αλ= （1）式中：λ一启动压力梯度，MPa/m；K一地层平均渗透率，mD；α、n—回归系数，采用油藏实测岩心启动压力梯度实验数据回归获得。
2.数据处理对11块储层岩心进行室内单相流体渗流实验。
实验时根据启动压力梯度的非线性渗流公式得到启动压力梯度。
通过对实验数据进行回归分析，得到启动压力梯度与渗透率的关系曲线，和回归关系式为：383.0050.0−=K λ （2）由资料分析可知，对于低渗透油藏，渗透率对启动压力梯度的影响显著。
岩心的渗透率越小，流体流动所需要的启动压力梯度越大，而且当渗透率降低到一定的程度后，其启动压力梯度急剧增大。
二、技术极限井距在一定技术极限条件下，油井周围处在拟达西流或接近拟达西流状态下的径向距离叫技术极限生产（泄油）半径。
常规油田开发中，技术极限生产（泄油）半径的2倍看作为技术极限井距。
技术极限生产（泄油）半径处的驱动压力梯度为：d r d P d r d P w2l n ⋅∆= （3）式中：ΔP—生产压差，MPa；d一技术极限生产（泄油）半径，m；rw一井筒半径，m。
若要实现技术极限生产（泄油）半径处的油流动，驱动压力梯度至少应等于该点处的启动压力梯度，结合式（2）（3），可以确定技术极限生产（泄油）半径：383.0050.02l n −=⋅∆K d r d P w（4）油田储层平均渗透率为0.4mD，原始地层压力为20.0 MPa，初期生产压差为8.0 MPa~10.0 MPa，根据式（4）计算得技术极限生产（泄油）半径为38 m~46 m，技术极限井距为76 m~92 m。
低渗气藏水平井分段压裂间距优化设计方法
低渗气藏水平井分段压裂间距优化设计方法赵俊【摘要】水平井分段压裂已经成为低渗透气藏开发的必需手段,其中分段间距对压裂施工和压后效果具有较大影响.不同于以往采用数值模拟的手段,在总结了直井压后生产效果和经验后,综合考虑水平井分段压裂后的产能和应力干扰两方面的因素,给出水平井分段间距优化的计算方法.在水平井压裂后的产能至少应大于裸眼产能的前提条件下,假设地层内气体线性流进裂缝后,径向流进井筒,推导出计算压裂最大分段间距的计算公式.同时,利用压裂时裂缝周围产生的应力干扰理论,可确定出水平井压裂时的最小分段间距.运用这两种计算方法,最终确定出水平井分段压裂间距的最大和最小范围.通过计算实例进一步表明所提出的方法比较适用于现场压裂的快速设计.%Staged fracturing of horizontal wells is an essential development technology for low-permeability gas reservoirs, and the stage interval will affect fracturing treatment and production rate greatly.Different from the previous reservoir simulation method, the optimal design method in this paper is based on the production of frac-tured vertical well and experience to determine the stage spacing, and considers both production and stress distur-bance.As a prerequisite, the productivity of horizontal well should be equal to the open well's at the least, at the meaning while, assuming that gas flows linearly from formation into fractures, and enters the wellbore radially, the calculation equation is derived to determine the max stage interval.The minimum stage interval can be calculated by stress disturbance theory around fractures.At last, the two calculation methods are combined to define the maximum and minimum scope of stageinterval.A computation case shows that the optimal method is optional for on-site rapid fracturing design.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】6页(P44-49)【关键词】低渗透;油藏;水平井;分段压裂;间距优化【作者】赵俊【作者单位】中联煤层气有限责任公司, 北京 100011【正文语种】中文【中图分类】TE22通过对水平井进行分段压裂，可以增大油气藏的泄流面积和动用体积，同时改变油气的流动形态，进而大幅度提高油气藏的开采速度和单井产量。
水平井分段压裂技术
二、水平井分段压裂配套技术
压裂工具性能参数 封隔器参数
名称 上封隔 器 下封隔 器
工作 工作 最大 压差 温度 外径 （Mpa） （℃） （mm）
60 150 108
最小 内径 （mm）
45
长度 （mm）
1645
58
150
90
25
2090
二、水平井分段压裂配套技术
水力锚参数
喷砂器参数
最大外径 （mm） 114
1940
切H6-15井眼轨迹
1950
井眼轨迹
1960
封隔器 裂缝 出水点
1970
1980
1990
2000 2002.11
2049.43
2097.09
2144.91
2192.03
2249.46
2297.57
2344.7
2392.97
2440.1
2488.6
切H6-15井眼轨迹
三、现场应用
工具位置：
工具名称 位置（m）
悬挂封隔器 1 坐封释放工具 对接密封工具 2 3 4 5 6 7 8 裸眼封隔器 扶正器 投球滑套（1-7级） 压差滑套 单向阀 引 低 密 球 水 力 锚
二、水平井分段压裂配套技术
特点：
1）裸眼封隔器扩张比大，工具刚性好，通过能力强，对井径适应能力强。
2）滑套具有止回功能；投送球密度小、强度高、易返出。
三、现场应用
封隔器隔离连续分段压裂技术应用
XP1井射孔数据
油层深度 m
2097.8-2134.1
厚度 m
36.3 54.0 30.5 48.0 20.1
射孔段 m
2108.0-2112.0 2286.0-2290.0 2416.0-2420.0 2568.0-2572.0 2635.0-2639.0
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第 ３ ０ 卷 第 ２ 期
２ ０ １ ７年 ４月
石
Ｊ （ ） ＵＲＮＡＩ
油
化
工
高
等
学
校
学
报
Ｖ＂ － ３ １ ． ３ ０
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文章编号 ： １ ０ ０ ６ ３ ９ ６ Ｘ（ ２ ０ ｌ ７ ） ０ ２ ０ ０ ， １ ４ ０ ６
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低 渗 气藏 水 平 井分 段 压 裂 间距 优 化 设 计 方 法
赵 俊
（ 中 联煤 层 气 有 限 责 任 公 司 ， 北京 １ ０ ０ ０ １ １ ）
摘
要： 水 平 井分 段 压 裂 已经 成 为 低 渗 透 气藏 开发 的 必 需 手 段 ， 其 中 分 段 间 距 对 压 裂 施 工 和 压 后 效 果 具 有 较
大影 响 。 不 同 于 以 往 采 用 数 值 模 拟 的手 段 ， 在 总 结 了 直 井 压 后 生 产 效 果 和 经验 后 ， 综 合 考 虑 水 平 井 分 段 压 裂 后 的 产 能和 应 力 干扰 两 方 面 的 因素 ， 给 出水 平 井 分 段 间 距 优 化 的 计 算 方 法 。在 水 平 井 压 裂 后 的 产 能 至 少应 大 于裸 眼 产 能 的前 提 条 件 下 ， 假 设 地层 内气 体 线 性 流 进 裂 缝 后 ， 径 向 流进 井 筒 ， 推 导 出 计 算 压 裂 最 大 分段 间距 的 计 算 公 式 。 同 时 ， 利 用 压 裂 时 裂 缝 周 围产 生 的应 力 干扰 理 论 ， 可确 定 出水 平 井 压 裂 时 的 最 小 分 段 间 距 。 运 用 这 两种 计 算 方 法 ， 最 终 确 定 出水 平 井 分 段 压 裂 间距 的 最 大 和 最 小 范 围 。通 过 计 算 实 例 进 一 步 表 明 所 提 出的 方 法 比 较 适 用 于现 场 压 裂 的 快 速
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｒ ａ ｃ — ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ Ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ，ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｓ ｂ ｏ ｔ ｈ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｄ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ — ｂ ａ ｎ ｃ ｅ ．Ａｓ ａ ｐ ｒ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｔ Ｏ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｎ ｗｅ ｌ ｌ Ｓ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｔ ，ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ，ａ ｓ ｓ ｕ ｍｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｔ ｇ ａ ｓ ｆ ｌ ｏ ｗｓ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｆ ｒ ｏ ｍ
设计 。
关键词 ： 低 渗透 ； 油藏 ； 水平 井； 分段压裂 ； 间距 优 化 中 图 分 类 号 ： ＴＥ ２ ２ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ３ ９ ６ Ｘ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ０ ０ ９
Ｔｈ ｅ Ｏｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｓ ｔ ａ ｇ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｖ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｈｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ Ｗｅ ｌ ｌ
Ｆｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｔ ｙ Ｇａ ｓ Ｒｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ