低渗透率油藏压裂水平井产能影响因素重点
低渗稠油油藏热采效果影响因素分析及水平井优化
要 影响 因素为地 质 因素 。 包括 渗透率 、 黏度 及流度 对吞
吐效果 的影 响 。
２１ 渗 透 率 ．
通过 数 值模 拟 ， 计算 出不 同 渗透 率 （ ｘ Ｏ３２ ０ ５ ｌ－ ０￣ －
１ ｍ ） 件 下 ， 油 能 力 与 地 下 黏 度 （０ １０ ０ ０ 条 产 ３ — ０ ｍＰ ・） ａ ｓ 的关系 （ 图 １ 。 见 ） 当地层 渗透率 ２ ￣ ０３ ｍ ， ５ １－｝ ２原 ｘ 油 黏度 ２ ０ ｍ ：・ 。评 估 初始 产 量 经济 指 标为 １２ ０ ｌ ８时 ＇ ａ ０
２ ２ 黏 度 ．
数 值 模 拟 计 算 了 不 同渗 透 率 （ × ０ ３ ０ ｘ ０ ５ １－ ２ ０ １ Ｉ 、 同地 下 黏 度条 件 下 （０ １０ ０ｍ ａ ｓ 的吞 吐 ｘ ）不 ｍ ３ — ０ Ｐ ・） 效果 。从 结果 可 以看 出（ 图 ２ ， 见 ） 当渗 透率大 于 １０× ０
Ｚ ａｇ Ｆ ｎ ，ｈｏ Ｓ ｉ ｉ Ｑ ｎ Ｊａｍ ｎ ｅ ａ．Ｐｏｕｔ ｉ ｆｔｅ ｈｎ ｅｇＺ ａ ｈｍｎ，ｉ ｉｎ ｉ ，ｔ１ ｒｄ ｃ ｖｙ ｏ ｈ ｉｔ ｈ ｒｏ ｔ ｅｌｗｔ ｎｔ— ｏ ｄｃｉｉ ｒｃ ｒｓ Ｊ ．Ｎ ｔｒｌＧ ｓ ｏｉ ｎａ ｗ ｌ ｉ ｆ ｉ ｃｎｕ ｔ ｔ ｆ ｔ ｅ ［ ］ ａ ａ ａ ｚ ｌ ｈｉ ｅ ｖｙ ａ ｕ ｕ
ｎ ａｄＧ ｓ ｖｌ ｍｅｔ ｒ ｅｔＰａｇｒ１９ （）２ １ ． ａ Ｄｅｅｏ ｎ Ｐ ｊｃｓ ｒｅｅ，９ １ ８ ：－ １ ｐ ｏ
［ ］ 张 枫 ， 仕 民 ， 建 敏 ， ． 限 导 流裂 缝 水平 井 产 能研 究 ［］ 然 ７ 赵 秦 等有 Ｊ． 天
气 地球 科 学 ，０ ９，０ ５ ：１ － ２ ． ２０ ２ （ ）８ ９８ １ －
低渗透油藏压裂水平井产能预测与应用研究
吼一 ■＝ 【 ｍ ＿ ———— —＿
一
通过理 论分 析 ， 可得 ￣ ｊ ｔ Ｃ Ｆ Ｄ 与ｆ （ Ｃ Ｆ Ｄ ） 关 系 曲线（ 如图 １ ） 。 因此在进 行产 能 评价 时 ， 可 以把利 用普通 直井 来等效 有 限导流垂 直裂 缝直井 ， 从 而更 快捷 的计 算 得到压 裂 井的裂 缝产 能 。 ２ ． 压 裂水 平井 产能 预测 ２ ． １产 能预 测公式 的建 立 设定 无限导 流压 裂水 平井 中， 压力 均匀分 布于 水平井 井筒 ， 压 裂裂缝 具有 无 限导流 能力 ， 储层渗 流模型 中存在５ 条间距相 等 的裂缝 ， 如图Ｚ 所示 。 根据拟 稳 态 当量 井径 模型 ， 籽 每条 裂缝 等效 为一 口直井 ， 则其 等效半 径 分别为 ：
应 用技 术
ｌ Ｉ Ｎ－ ＂ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
低 渗 透 油 藏 压 裂 水 平 井 产 能预 测 与 应 用研 究
李 秀伟
（ 胜 利 石油 工程 有 限公 司井 下 作业 公 司 邮编２ ５ ７ ０ ７ ７ ） ［ 摘 要］ 压 裂 改造 工艺 是 国内 外油 田在勘 测 、 开 采及 开 发过程 中被广 泛 采用 的重 要 的增产 手段 之 一 ， 一般 在实 际生产 中 ， 随 着地 质条 件的 不 同及各 油层 的 特点 ， 该 工艺 也就随之 改变 。 压 裂改造 工艺 的完善 和普及 ， 有 助于扩 大产 能 、 提 升产 量 ， 使有 限的石 油资源 得到最 充分 的利用 。 当前 典型 薄互层 低渗透 油藏 水平 井压 裂技 术得到 了广泛应 用 ， 压 裂后水 平井产 能 的预测对 于压裂施 工及油 田开发 具有重 要的指 导意义 。 本 文结合压 裂水平 井中裂 缝形态分 布及裂 缝 中油 气的渗 流机理 ， 利用 当量 井径 模型 建立 了压 裂水 平井 的产 能预 测公 式 ， 计 算 得到 了压 裂水平 井 的产量 ， 为 同类 油藏 的开 发提供 了借鉴 。 ［ 关键 词］ 压裂 ； 水 平井 ； 产能 预测 ； 导 流 能力 ； 增 产 原理 中图分 类号 ： Ｆ ３ ２ ５ ． ２ ７ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ ５ ９ ０ － ０ １
低渗透油田直井缝网压裂效果分析
低渗透油田直井缝网压裂效果分析低渗透油田是指地层孔隙度小，渗透率低的油田。
在开发低渗透油田时，常常采用压裂技术来提高油藏的产能。
直井缝网压裂是一种常用的压裂技术，它能够有效地提高低渗透油田的产能。
本文将对低渗透油田直井缝网压裂的效果进行分析。
一、低渗透油田直井缝网压裂技术原理及特点直井缝网压裂是一种通过直井和水平井相结合，在水平井上设置多级缝网，利用缝网技术将水平井井筒与直井井筒进行油水联通，使压裂液能够充分充注到油藏中，从而提高油井的产能。
低渗透油田的特点是地层渗透率低，油水层厚度薄，孔隙度小，因此开发难度大，压裂技术是提高产能的关键。
直井缝网压裂技术通过多级缝网的设置，能够形成更广泛、更稳定的裂缝网络，从而提高压裂液在地层中的分布均匀性，有效提高油井的产能。
二、低渗透油田直井缝网压裂的效果分析1. 产能提高明显通过对比压裂前后的产能数据，可以明显看出直井缝网压裂的效果。
压裂后，油井的产量明显提高，井底流压下降明显，注水量增加明显。
这表明压裂后地层的渗透性得到了明显的改善，油井产能得到了有效的提高。
2. 油井生产稳定性增强直井缝网压裂能够形成更广泛、更稳定的裂缝网络，从而改善地层渗透性分布，提高了油井的生产稳定性。
经过压裂后，油井的产量保持相对稳定，井底流压变化不大，注水量增加，生产稳定性得到了增强。
3. 油井综合效益提升直井缝网压裂的效果显著，油井的产能提高、生产稳定性增强，进而带来了油井的综合效益的提升。
在生产过程中，由于产量的提高和生产稳定性的增强，油井的经济效益得到了显著的提升。
三、低渗透油田直井缝网压裂技术存在的问题及对策1. 压裂液分布不均匀的问题在直井缝网压裂过程中，由于地层渗透率差异较大，压裂液分布不均匀的问题较为突出。
为解决这一问题，可以通过合理选择压裂液组成、优化井网布置等措施来提高压裂液在地层中的分布均匀性。
2. 压裂后裂缝网络不够稳定的问题直井缝网压裂后，裂缝网络的稳定性对油井的产能和生产稳定性至关重要。
低渗透油藏压裂水平井井网优化方法研究
吕
删
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：
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 。
《2024年低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究》范文
《低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究》篇一低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究一、引言在油气开发过程中，低渗和致密油藏因其特殊的储层特性，常常面临开发难度大、采收率低等问题。
为了有效开发这类油藏，分段压裂水平井技术应运而生。
本文将探讨如何通过分段压裂水平井的方式为低渗/致密油藏补充能量，旨在为油气田开发提供新的技术方法和理论依据。
二、低渗/致密油藏的特殊性低渗/致密油藏指的是具有低渗透率和致密结构的储层。
其特性主要表现在储层物性差、油品黏度高、流动性差、采收率低等方面。
这些特性使得传统的垂直井开发方式难以有效开发这类油藏，因此需要寻求新的技术手段。
三、分段压裂水平井技术概述分段压裂水平井技术是一种针对低渗/致密油藏的开采技术。
该技术通过在水平井段进行分段压裂，形成多条裂缝，扩大储层的接触面积，从而提高采收率。
该技术具有以下优点：一是能够显著提高油藏的开采效率；二是可以降低开发成本；三是能够适应各种复杂的储层条件。
四、分段压裂水平井的补充能量机制为低渗/致密油藏采用分段压裂水平井技术进行补充能量的机制主要包括以下几个方面：1. 扩大储层接触面积：通过分段压裂形成多条裂缝，增加储层与井筒的接触面积，提高储层的开发效率。
2. 降低流体流动阻力：裂缝的形成降低了流体在储层中的流动阻力，提高了油气的采收率。
3. 补充地层能量：通过分段压裂，可以沟通更多的地层能量，使油气藏保持较高的压力，有利于油气的开采。
五、研究方法与实验结果本研究采用数值模拟和实验室模拟相结合的方法，对低渗/致密油藏分段压裂水平井的补充能量效果进行研究。
数值模拟主要关注分段压裂过程中裂缝的形成与扩展、流体的流动规律等方面；实验室模拟则通过模拟实际油藏条件下的实验，验证数值模拟结果的准确性。
实验结果表明，采用分段压裂水平井技术能够有效提高低渗/致密油藏的采收率，并显著降低开发成本。
六、结论与展望本研究表明，低渗/致密油藏采用分段压裂水平井技术进行补充能量是可行的，且具有显著的效果。
低渗透油藏压裂水平井产能预测研究
考虑启 动压力 梯 度 的影 响 。对 于低 渗 透 油 藏 ， 在计 算 压裂 水平井 产 能 时 ， 不 考 虑启 动 压 力 梯度 往 往 造
成计算 的 结 果 不 理 想 。 因此 ， 在 前 人 研 究 的基 础 上， 建 立 了考 虑启 动压 力 梯 度 的压 裂 水 平井 的产 能
预测公 式 。
渗 透油藏 压 裂 水 平 井 产 能 对 水 平 井 优 化 设 计 具 有
重 要 的指导 意义 ¨ 。 在 国 内外 学 者 对 压 裂 水 平 井 的稳 态 产 能 研 究
１ 低渗透油藏压裂水平井的稳态 产能
计算模 型
在水 平井进 行水 力 压 裂 时 ， 得 到 的裂 缝有 三 种 形态 ： 垂直 裂缝 ， 纵 向裂缝 ， 水平 裂 缝 。现 主要 研 究 的是 最常 见 的也 是 效 果 最 好 的垂 直 裂 缝 下 的水 平
端部 的压力 （ ＭＰ ａ ） ； Ｐ 为 裂缝 内部线 性 流 和径 向流
交界处 的压力 （ ＭＰ ａ ） 。 裂缝 中生产 压差 计算 式（ ７ ） 中需要 确定 裂缝 端 部 压力 与 井 底流 薹 ｋ ｓ Ｌ ｗ ￣ ｉ ｌ ， （ × ｌ ０ ‘ ’ ｍ ） ． 为 水 平 渗 透 率 １ ． ２
第 ｌ ３卷
第 ３期
２ ０ １ ３年 １ 月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ３ Ｊ ａ ｎ ．２ ０ｌ ３
１ ６ ７ １ — １ ８１ ５（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ５ ８ ４ — ０ ４
Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
低渗透油藏水平井产能特征的研究
） １ｈ＋］ ＋ ｎ ｓ 者 ）
原 油 的体 积系 数 ，。ｍ； ｍ／ 。 水平 方 向的渗透 率 ， ０ ．ｎ １ １ｉ； ｔ
ｓ 表皮 因子 ， ＝（ ｋ １Ｉｒ＇ 一 ｓ ｋ ） ／ｗ； ／一 ｎ ｒ
一
一
污 染半 径 ， ； ｍ
一
ａＬＶｏ５、 ＝ ．＋／ ／
ｋ一 垂直 方 向 的渗 透率 ，０ ｌｍ。 ｖ １ － ｔ
＝
争∞ ｃ
ｉ
为 了使计 算 公式 简 化 ，引入 非 均质 校 正系 数 ＝
ＶＫＴ－， ｋ ｖ 因此， ￣ ／ 在考虑启动压力梯度情况下压降为：
Ｐ－ 一 ＝ ＿ Ａ（ — ） ．
。
图 １ 水 平面 保 角变换
表皮 因 子 ｓ小 数 ．
（） 着启 动 压力 梯 度 、 透率 变 化 系数 和表 皮 ４ 随 渗
因 子 的增 加 ， 平井 产 量 近 似成 线性 下 降 。 降 的趋 水 下 势 随着水平 井 长度 的增加 而增 加 ： （ ） 均 质 性 对 水 平 井 产 量 的影 响是 随着 垂 向 ５非
流动 过程 。目前 采用 的具有 启 动压力 梯度 的渗 流公式
为：
ｋ ／
保 角 变换 、 等值 渗 流 阻力 和 镜像 反 映等 方 法 。 虑 油 考
藏 的非 均 质性 、 动 压 力梯 度 、 力 敏 感 和 表皮 效 应 启 压 等 的影 响 ， 立 了水 平井 产 能 计 算模 型 ， 研 究 各 因 建 并 素对低 渗透 油藏水 平井 产量 的影 响 。
、
降 关 系 ； 均 质 性 的影 响 最 大 ， 非 其垂 向渗 透 率 高将 更有 利 水 平 井产 量 的提 高 ； 渗 透 油 藏通 过 提 高压 差 的 方 法 来提 高 水 平 井 产 量 的 低
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
ＰＲｏ ＤＵ ＣＴＩ ＶＩ ＴＹ ＰＲＥＤＩ ＣＴＩ ｏ Ｎ Ｍ ｏ ＤＥＬ ＦｏＲ ＴＨＥ ＦＲＡＣＴＵＲＥＤ Ｈ ｏＲＩ ．
ＺｏＮＴＡＬ Ｗ ＥＬＬＳ Ｉ Ｎ ＵＬＴＲＡ ． ＬＯ Ｗ ． ＰＥＲＭ ＥＡＢＩ ＬＩ ＴＹ ｏＩ Ｌ ＲＥＳ ＥＲＶｏＩ ＲＳ ＣｏＮＳＩ ＤＥＲＩ ＮＧ ＴＨＲＥＳＨｏ ＬＤ ＰＲＥＳＳ ＵＲＥ ＧＲＡＤＩ ＥＮＴ
Ｐｅ— Ｐｗ ｆ ｆ ｆ ，
Ｎ ２ Ｍ Ｄ
（ １ ） 储 层 为 均 质 等 厚 地 层 ，储 层 物 性 、流 体
特性 、压力 系统 等基 本相 近 ；
（ ２ ） 油藏 和 裂 缝 内流体 为 单 相不 可压 缩 牛顿 流体 ，等 温稳定 渗流 ； （ ３ ） 裂缝完 全 穿 透 产 层 ，裂 缝 高 度 等 于 油 层
摘 要 ：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 量人 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
ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｍｏ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｈａ ｌ ｆ － ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｓ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｓ ｍｕｃ ｈ ａ ｓ ｐ ｏ ｓ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ．Ｔｈｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｄ ｅ ｎｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｕｌ — ｔ ｒ ａ － ｌ ｏ ｗ— ｐ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｉ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｆ ｒａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ；ｕ ｌ ｔ ｒ ａ － ｌ ｏ ｗ— ｐ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｉ ｌ ｒ ｅ ｓ ｅ ｖｏ ｒ ｉ ｒ； ｔ ｈ ｒ ｅ ｓ ｈ ｏ ｌ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｔ ；ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ —
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石油学报文章编号:025322697(1999 0420051255低渗透率油藏压裂水平井产能影响因素张学文3(中国石油天然气集团公司方宏长裘怿楠章长钐(石油勘探开发科学研究院北京摘要:通过科学的抽象, 建立了大量的非均质地质模型, , 藏中的开发动态, 、K v K h 、裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、:3条相对较优; ; , 存在相对较优的裂缝导流能力值; 两条最外边裂缝的; , 建议加大中间裂缝的长度或导流能力, 。
在对裂缝条数、长度和导流能力研究的基础上, 建立了增产倍数图版。
主题词:水平井; 水力裂缝; 裂缝条数; 裂缝长度; 裂缝导流能力; 裂缝间距1前言国内外油田开发实践证明[1～7], 水平井适用于低渗透油藏的开发 , 而且低渗透油藏水平井开采技术将成为水平井技术发展的一个重要方向。
由于低渗透率油藏的渗透率低, 渗流阻力大, 连通性差, 油井自然产能很低, 为了改善其开采经济效益, 通常要对水平井采用压裂试油和压裂投产工艺, 同时也对油藏工程提出了许多新的研究课题, 压裂水平井产能以及影响因素就是其中一个非常关键的问题。
本文将针对压裂水平井的产能及其影响因素问题进行油藏数值模拟研究。
2基本地质模型为了对压裂水平井产能及影响因素进行深入的研究, 建立了200多个非均质地质模型, 考虑到的因素包括; 人工裂缝条数、裂缝长度、储层渗透率、裂缝导流能力、裂缝间距、垂直渗透率与水平渗透率的比值和裂缝方向与水平段方向关系等因素(表1 。
表1地质模型中的影响因素Table 1Factors affect i n geolog ical m odels 项目数值地层渗透率(×10-3Λm 2 014、2、8、5、50裂缝条数0、1、2、3、4、5、6、7、8、9裂缝长度(m0、40、90、140、240、440裂缝导流能力(Λm 2・ c m 5、20、50、100裂缝间距(m112、168、224、280、336、392、448K v K h0105、011、0115、012、013、014、裂缝等效网格为015m , 水平段所在的网格也是015m 。
岩石物性和流体参数使用长庆安塞油田坪桥区的实际数据。
模拟软件选用石油勘探开发科学研究院研制的多功能模型。
3压裂水平井产能影响因素的讨论311水平裂缝与垂直裂缝比较由于水力裂缝的方向总是与最大主应力方向一吴志宇、呈志华、董延岭, 安塞油田水平井试采综合评价, 水平井钻采技术研讨会论文集, 1997。
3张学文, 男, 1967年10月生。
1989年毕业于石油大学(华东 , 1998年获博士学位。
现任中国石油天然气集团公司国内对外合作经理部工程师。
通讯处:北京766信箱国内对外合作经理部勘探开发处。
邮政编码100724。
谢平安、张显忠、张永平等, 大庆低渗透油田水平井增产及开采技术, 水平井钻采技术研讨会论文集, 1997。
本文为中国石油天然气集团公司重点科技攻关项目“低渗透油田高效开采新技术(960505—04 ”的部分阶段成果。
致, 在油田开发设计阶段就应该深入研究地应力的方向性, 优化压裂设计, 确定人工裂缝的最优方位。
关于人工裂缝与水平段相对方向问题, 不同学者有不同的观点[8, 9]。
数值模拟结果表明, 具有平行裂缝的水平井的开采效果好于压裂直井, 具有3条垂直裂缝的水平井优于只有一条平行裂缝的水平井。
模型中裂缝总长度一定, 水平段平行于最小主应力方向的水平井有3条裂缝, 水平段与最大主应力方向一致的水平井和压裂直井均只有一条裂缝, 水平段长度为500m 。
在实际油田中, 由于潜在裂缝和部分微细裂缝的存在, 储层渗透率具有一定的各向异性, 一般沿最大主应力方向的水平渗透率最大, 与其垂直方向上, 即最小主应力方向上的水平渗透率则有一定减小, 所以, 与水平段垂直的水力裂缝不仅能改善垂直渗透率, , 。
312K v K h 的影响油田开发实践和理论研究[10](K v K h 的影响非常严重。
但是, , 从而缓解了垂直方向渗透率低的矛盾, , 如果不进行水力压裂, K v K h 与水平井产能关系密切, 尤其是当K v K h 小于012时, 影响相当严重。
然而, 在进行水力压裂之后, K v K h 对水平井产能的影响大大减小, 累积产量差别较小。
图1压裂水平井累积产量增产倍数与裂缝条数关系F ig . 1R elati ons betw een Q f Q u and the num ber of fractures313裂缝条数的影响多数文献[1]认为, 裂缝条数越多, 压裂水平井与未压裂水平井采油指数比越大。
而本文通过分析大量的数值模拟结果后发现, 对于一定的水平段长度和裂缝长度, 存在一个相对最优的裂缝条数值。
如图1所示, 当生产时间较短时, 储层渗透率较小的油藏中压裂水平井的累积产量比值随裂缝条数的增加而线性增大, 然而, 随着生产时间的延长, 3条裂缝时的产能与4条、5条、6条、7条、8条和9条裂缝时的产能的差别逐步减小; 而对于储层渗透率较大的油藏, 3条裂缝的水平井的产能在前两年便与更多裂缝时相差不大。
从图中可以看出, 当储层渗透率较大时, 压裂水平井与未压裂水平井累积产量比较小, 储层渗透率低的油藏中水平井压裂增产幅度要大于储层渗透率较高的油藏中的压裂水平井。
当然, 多条裂缝时可能初始产量较大, 可以在较短的时间内收回投资, 但是其产量递减速度很快, 所以, 如果考虑到最佳投入产出比, 则存在一个最佳的裂缝条数值。
314裂缝长度的影响裂缝长度是影响压裂水平井产能的一个重要因素。
模拟结果表明, 压裂水平井累积产量并不是随着裂缝长度的增加而线性增大, 如果对于具体的油藏, 储层渗透率、裂缝导流能力和裂缝长度一定, 则应该存在一个相对最佳的裂缝长度值。
从图1中可看出, 当储层渗透率为2×10-3Λm 2和8×10-3Λm 2时, 裂缝长度为140m 比较合适, 如果考虑投入产出比, 可能为最佳值。
另外, 对于储层渗透率较大的油藏, 随着裂缝长度的增加(大于25石油学报第20卷图2压裂水平井产量与裂缝导流能力的关系 F ig . 2R elati ons betw een o il rate of the fractured ho rizontalw ell and fracture conductivity90m , 压裂水平井累积产量增产倍数变化不大, 可能是由于裂缝渗透率与基质渗透率比值不够大有关。
315裂缝导流能力的影响裂缝导流能力对压裂水平井产能影响较大(见图2 。
但是, 对于某一具体油藏, 当储层渗透率、裂缝条数和裂缝长度确定时, 也存在一个最佳的裂缝导流能力值。
从图2看出, 当储层渗透率为014×10-3Λm 2、3条裂缝和裂缝长度为140m 时, 导流能力为2c Λ2100Λm 2・c m , 如果考虑经济效益, 可能50Λm 2・ c m 为最佳的导流能力值。
316储层渗透率的影响储层渗透率与压裂水平井累积产量增产倍数关系十分密切。
模拟计算表明, 裂缝条数为3, 裂缝长度为90m , 可以看出, 储层渗透率越低, 如014×10-3Λm 2, 压裂水平井累积产量的增产倍数越大, 并且随着储层渗透率的增大, 累积产量的增产倍数迅速降低, 当储层渗透率增至50×10-3Λm 2时, 增产倍数仅为111倍。
由此也提出一个新的值得进一步研究的问题, 水力压裂作为一种增产措施, 其适用范围究竟是多少?如果单从水力裂缝图3压裂水平井累积产量与裂缝间距关系F ig . 3R elati ons betw een the cum ulative p roducti onof fractured ho rizontal w ell and the distance betw een the outmo st fractures增产的绝对采油量来考虑, 在高储层渗透率油藏中并不比在较低渗透率油藏中少, 只是低渗透率油藏中未压裂水平井产量很低, 致使其增产倍数较大。
所以, 在讨论该问题时须考虑具体的经济指标。
317外裂缝间距的影响根据对不同裂缝条数的数值模拟研究结果, 初步认为3条裂缝比较适合水平段长度为500m 的水平井。
研究中发现, 3条裂缝中两条外裂缝(水平段两端处的裂缝的间距对压裂水平井产能也有一定的影响(图3 。
从图中可看出, 两条外裂缝的间距越大, 其产量也越高, 并且随着生产时间的延长, 累积产量的增量也越明显。
这主要是由于不同位置的裂缝泄油面积不同, 裂缝之间存在相互干扰现象, 进一步的理论研究也证明了这种干扰现象的存在。
所以, 在进行水平井压裂设计时必须尽可能地加大外裂缝间距, 尽可能地减小裂缝间的干扰。
318不同位置裂缝产量贡献值为了进一步研究裂缝位置对水平井累积产量的影响, 分别针对不同的裂缝条数计算了各条裂缝对压裂水平井总产量的贡献(图4 。
从图4中可以看出, 均匀分布于水平段上的各条裂缝对总产量的贡献值并不相同, 随着生产时间的延长,35第4期低渗透率油藏压裂水平井产能影响因素4压裂水平井不同位置裂缝产量分配图F ig . 4P roducti on distributi on of fractured ho rizontalw ell (5fractures两条外裂缝对水平井总产量的贡献逐步占据绝对的主导地位, 对于3条裂缝的情况, 两条外裂缝产量贡献值达56%, 而内裂缝仅为18%; 而对于4条裂缝的情况, 两条外裂缝贡献约为54%, 两条内裂缝的贡献为30%。
另外, 从图4中可看出, 随着裂缝条数的增多, 越靠近水平段中部, 单条裂缝的产量贡献值越低, 但是当裂缝较多时, 中部裂缝的差别不太明显; 而且在水平井生产的初期, 各裂缝的差异并不十分明显, 只是随着生产时间的延长(一般需要10～15个月 , 这种差别才逐步形成。
319图5压裂水平井累积产量增产倍数图版(N f =3, T =36个月 F ig 15Q f Q u temp late of fractured ho rizontal w ell (3fractures 同, 同时工艺上也可能压裂出长度或导流能力不同的裂缝, 是否有必要将内裂缝的长度或导流能力增大呢? 在保证压裂裂缝总长度不变的情况下, 分别对较长的内裂缝、较长的外裂缝和相同裂缝长度三种情况的压裂水平井进行了数值模拟研究。
总的来说, 差别不太明显, 但内裂缝较长的情况要优于其他两种情况, 而且, 随着生产时间的延长(24个月 , 具有长内裂缝水平井的优势也越明显。