水平井产能分析理论与方法共74页
多分支水平井产能模型综述
2011年4月 油气地球物理
PETROLEUM GEOPHYSICS 第9卷第2期
多分支水平井产能模型综述
李金凤” 何庆斌”李连客
1)东北石油大学石油工程学院;2)大庆油田有限责任公司
摘要:多分支水平井与常规水平井在产能预测方法上存在较大差异,国内外学者对其进行了大量的研究,提出了
一系列产能公式 本文从国内外学者研究多分支水平井产能的方法、公式等方面综述了国内外水平井产能公式 的研究进展,并对各产能模型进行了系统的比较,指出了不同产能公式的条件、适用范围及其各自的优缺点。
关键词:多分支水平井;产能公式;解析法;产能模型
多分支水平井是指在油藏开发目的层中完井段
以倾斜和分支为主要井眼轨迹特征的水平井,因为 其特殊的井身结构对油藏渗流特征影响很大,使得
多分支水平井与常规水平井在产能预测方法上也存
在较大差异,国内外学者对多分支水平井产能模型
的研究主要分为两大类:解析产能模型和半解析产 能模型。解析模型是利用镜像反映、势的叠加等原
理直接推导;半解析模型则是将分支井筒进行分段,
然后通过势的叠加原理、积分变化、保角变换和格林
函数等,给出多分支水平井产能计算线性方程组,求 解线性方程组可得多分支水平井产能。解析模型的
优点是计算简单,但其假设条件过多,在实际生产中 的适应性比较差;半解析模型的优点是既简化了计
算又保证了一定的精度,但目前还不能很好地解决
多分支井分支间干扰的问题。
1 解析模型
1.1 Ta6axoa公式 自20世纪6o年代开始,前苏联的Tafaxoa[ 1率先
应用镜像反映原理、拟三维思想和等值渗流阻力方
法推导出了同一平面内辐射状分支水平理想井的产 能公式。其成果后来为众多学者所引用。该公式为
2 ̄rKhh(P 一P )
In譬+ h
式中:Q为分支水平井产能(ITl3/s);L为水平井长度
(m);Kh为地层水平渗透率( );h为地层厚度 (m);P 为供给边界上压力(Pa);P 为井底压力
水平井钻井技术难点及对策分析
水平井钻井技术难点及对策分析
一、引言
水平井钻井技术是油气田开发的重要技术手段之一,通过水平井钻井可以增加油气井的有效产能,提高油气采收率。水平井钻井技术也面临着一些难点和问题,如井眼质量控制、水平段钻进速度和稳定性、钻井液循环等方面存在一定的难度和挑战。针对水平井钻井技术的难点和问题,需要采取一定的对策措施,以确保水平井钻井作业的顺利进行和取得良好的效果。
二、水平井钻井技术难点分析
1. 井眼质量控制难点
在水平井钻井作业中,井眼的质量直接影响着井下工具的进出和施工作业的顺利进行,但是由于地层条件复杂、井眼直径小、倾斜度大等因素的影响,井眼的变形和破损现象较为常见,导致井眼质量控制成为水平井钻井的难点之一。
2. 水平段钻进速度和稳定性难点
水平井的水平段长度通常较长,而且在实际施工中地层条件复杂、地质构造多变、井眼尺寸小等因素的影响下,水平段的钻进速度和稳定性难以保障,钻进作业存在着一定的困难和挑战。
3. 钻井液循环难点
在水平井钻进过程中,钻井液的循环对井下钻具的冲刷清洗和冷却起着至关重要的作用,但是由于水平井井眼条件的限制,井下结构和设备的需求等因素的影响下,钻井液循环难度较大,常常出现井下循环效果不佳、泥浆溢出等难题。
三、难点对策分析
1. 井眼质量控制对策
针对井眼质量控制难点,应加强对井眼的检测和评价,采用先进的测井技术和地质勘探手段,降低井眼的倾斜度和阻力,确保井眼的完整性和稳定性。
2. 水平段钻进速度和稳定性对策
针对水平段钻进速度和稳定性难点,应合理设计钻井方案、选择适当的钻井工艺和井下钻具,降低钻具的摩擦阻力和回旋力矩,改善井下工作环境,提高钻进速度和稳定性。
3. 钻井液循环对策 针对钻井液循环难点,应优化钻井液配方、加强泥浆处理和过滤,提高泥浆性能和稳定性,加强对钻井液性能的监测和控制,确保钻井液循环的顺利进行和效果优良。
低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法
第23卷第2斟 2002年3月 石 油 学 报 A(vI’A PETROIJ I SINICA vd 23 No 2 Mar.2002
文章编号:0253—2697(2002)02 0068 04
低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法
宁正福韩树刚程林松李春兰
打油大学北京吕 102200
摘要:在前凡研究的基础上,应用复位势理论、叠加原理和矩阵方程的数值分析求解方法,并考虑裂缝内的渗流阻 力及压力损失 对压裂水平井产能预测公式进行了重新推导和修正,使计算结果更加合理和符合实际;利用所推导 的计算公式,结合我国一实际的低渗透气田.对影响压裂水平井产能的几个重要困素进行了对比和分析.并得出有 益的结论 其结果对实际低渗透油气田压裂水平井的设计具有一定的指导意义。
关键词:低渗透;水平井 中囤分类号:TE357.1 裂缝;产能预测;渗流阻力
文献标识码:A
对于低渗透油气藏,仅采用水平井开发往往达不到所预期的开发效果,为此,常常进行水力压裂产生多条
裂缝 增加水平井的产能。但有关压裂水平井产能研究的文章_]~ 并不多,所进行的研究也不是很完善,并
且在推导公式的过程中大都进行了一定程度的简化和近似,因而其准确性受到一定程度的影响。文献 1]采用
复位势理论和叠加原理推导出压裂水平井产能预测公式,使压裂水平井产能预测的准确性有较大提高,然而, 在推导过程中作者作了每条裂缝的产量都相等的假设与实际不相符,并且存在一定误差,按照此公式计算并作
出的产能与裂缝条数的关系变化曲线中将会出现一定的跃变 为此,笔者在文献[1一的基础上对压裂水平井的 产能预测公式进行_厂重新推导和修_F.并在公式中考虑了裂缝内存在渗流阻力和压力损失这一实际问题,从而 使新的产能预测公式更具有实际应用价值;最后利用新公式进行对比计算,对裂缝位置、裂缝条数、裂缝半长及
水平井长度(即裂缝间距)等参数对压裂水平井产能的影响进行了分析和对比。
水平井产能预测模型研究
_・一P e
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术eerinCfechnolo ̄
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摘 要:本文分析了目前采油工程与油藏工程中广
泛采用的几种水平井产能预测公式,并指出其不足之
处,为进一步提高产能预测的准确性,本文建立了产能
预测半解析模型。该模型运用镜像反映和势叠加原理分
段进行油藏渗流和井筒流动的耦合,并通过迭代计算求
得整个油井产能。经现场实际验证,利用该模型计算得
到的值与现场实测值相对误差小于16%,与四种水平井
产能解析模型的计算值相比精度更高。
关键词:水平井产能预测解析模型半解析模型
1引言
近年来,随着水平井技术的迅猛发展和广泛应用,
水平井产能预测也逐渐成为研究的热点。目前国内外对
水平井产能的研究主要集中在以下几个方面:(1)利用
间接的办法,对成熟的垂直井公式进行修正;(2)运用
势叠加原理和镜像反映法,直接推导;(3)采用数值模
拟技术…。在解的形式上有解析解、数值解和半解析解,
早期人们采用形式简单的解析模型来快速预测结构简单
的油井在比较理想状态下的油藏特性。随着计算机应用
的普及,半解析模型_21可以更精确地预测复杂油藏条件
下的水平井生产动态。与解析模型、数值模型相比,半
解析模型需要参数少、计算速度快,特别适用于单井或
井组单元的产能预测。
2水平井产能预测解析模型
矿场常用的四种解析模型…分别如公式(1)
所示。
Borisov公式
27d(,hAPI(p B l×86.4 qh n \r o o x
50 ,同石油和化 I:2010・12 (4) Giger公式
g = 2 £△P …B)x 86.4
(L/h)ln ]任]]+ln z )]Q
Renard和Dupuy公式
Joshi公式
£/2 I 三 2
一 2 2√4 2 re l(5) I 、『 / )4 I
式中:a——泄油椭圆长半轴,m;L——水平井段
长度,m;h——油层厚度,m}rw——井筒半径,m;
低渗透油藏水平井产能特征的研究
‘32‘ 新 疆 石 油 科 技 2012年第2期(第22卷)
低渗透油藏水平井产能特征的研究
熊健 西南石油大学研究生部。610500四川成都
摘要 目前,被推荐应用的方法有4种,即Joshi方法、Borisov方法、Giger方法和Renard方法。在Joshi水平井渗流理论基础上. 针对变形介质低渗透油藏,利用保角变换,镜像反映和等值渗流阻力等方法,考虑非均质性、压力敏感效应、启动压力梯度以及表皮 效应等影响因素下,推导出了水平井产量计算模型。研究结果说明,各种考虑因素对低渗透油藏水平井的产量的影响呈近似线性下 降关系;非均质性的影响最大,其垂向渗透率高将更有利水平井产量的提高;低渗透油藏通过提高压差的方法来提高水平井产量的 效果将受到限制。 关键词 水平井低渗透油藏非均质性压力敏感效应启动压力梯度表皮效应产能特征
1 前言
低渗透油藏因其储层物性差,开发技术单一或落
后及开发水平低下而导致低渗透油藏的开发效果差。 据国内外研究和实践表明。水平井是开发低渗透油藏
的最有效的方法之一。国内外对水平井的产能公式研 究的比较多,被推荐应用的方法主要有4种. ̄PJoshi
方法、Borisov方法、Giger方法和Renard方法,其中
Joshi方法在油田的实际应用中最广泛。但有不少学 者如窦宏恩、陈军斌等指出Joshi水平井产量推导存 在问题。在低渗透油藏的生产中,表现出许多不同以
往的生产特性,同时实验室实验结果也表明低渗透多
孔介质中存在非达西渗流。由于渗透率低,即介质中 孔喉较细,介质渗流时具有启动压力梯度,即只有在 外加启动压力梯度大于启动压力梯度时。流体才发生
流动过程。目前采用的具有启动压力梯度的渗流公式 为:
一k/.,.,[1-A/O- ̄-]一O p I亚O1 i>z
I等
式中
p一压力,MPa; 入一启动压力梯度,MPa/m;
一渗流速度,m/s;
后一渗透率,10 Ixm ;
致密气藏水平井动态分析方法及生产规律
致密气藏水平井动态分析方法及生产规律
摘要:低渗致密气藏类型复杂,不同类型气藏水平井开发动态差异性大,水平井的合理开发对策针对性较差。在气藏分类研究的基础上,采用动态分析及数值模拟技术,定量分析了不同类型气藏水平井在不同开发阶段的储量动用及采出情况,揭示了导致不同类型气藏水平井存在动态差异性的原因。结果表明,储层厚度主要影响水平井初期的线性流阶段,储层越厚,则阶段动态储量越高、产量越高、稳产期越长、递减越慢、阶段采出程度越高;储层展布主要影响中后期径向流阶段,储层越连续、泄气半径越大,则生产期越长、阶段采出程度越高。
关键词:低渗致密气藏;水平井开发;动态特征
低渗致密气藏普遍具有“低、小、散、差”的地质特点:储量品质普遍偏低、单砂体控制储量规模小、储量空间分布零散、砂体连片性差。前期采用直井开发,井控储量小,单井产量低、产量及压力递减快、气藏稳产期短、开发难度大。经过开发调整逐步尝试利用水平井开发,随着水平井开发瓶颈技术的不断突破,储量动用程度得以大大提高,实现低渗致密气藏的效益开发。由于低渗致密气藏类型复杂、储层非均质性强、含气性差异大等特点,不同类型气藏水平井开发动态及开发效果差异性大。为正确认识不同类型气藏水平井的开发动态特征,有针对性地设计合理的水平井开发对策,本文根据低渗致密气藏储层展布特点及砂体厚度特征,开展了气藏类型划分;利用动态分析方法及数值模拟技术,解剖不同类型气藏气井的生产过程,定量分析不同开发阶段的储量动用及采出情况,揭示开发动态存在差异性的原因。
1气藏地质特征
低渗致密气藏发育气层多,埋深跨度大,主要分布在上侏罗统蓬莱镇组、遂宁组和中侏罗统沙溪庙组地层中。单个气藏由多套含气砂体叠置而成,气藏埋藏浅、中,埋藏深度一般为400~2800m;纵向上储层由浅层常规储层、近常规储层向中深层低渗致密储层变化,砂体连片或不连片分布,含气面积差异大,储量丰度低,一般低于3×108m3/km2。气藏具有低孔(小于10%)、低渗或致密(小于1×10–3μm2)、强非均质性、高含水饱和度(大于50%)、气水关系复杂等特点。根据砂体厚度和储层展布特征,可将川西低渗致密气藏分为三类:①以XCJS气藏为代表的厚层层状致密气藏,其特点是致密、砂体厚、储层呈层状连续分布、含气面积大,中高含水饱和度;②以ZJJS气藏为代表的厚层窄河道致密气藏,该类气藏的特点是致密、砂体厚、储层呈条带状展布、河道窄且分布不连续、含气面积小、中等含水饱和度;③以MJJP气藏为代表的薄层窄河道低渗气藏,该类气藏的特点是低渗、砂体薄、储层呈条带状展布、河道窄且分布不连续、含气面积小、高含水饱和度(表1)。
考虑滑脱效应的页岩气压裂水平井产能评价理论模型
2013年6月 第32卷第3期 大庆石油地质与开发 Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing June,2013 Vo1.32 No.3
DoI:10.3969/J.ISSN.1000-3754.2013.03.032
考虑滑脱效应的页岩气压裂水平井
产能评价理论模型
张磊 李相方 徐兵祥 石军太 龚 崛 张保瑞
(中国石油大学石油工程学院,北京102249)
摘要:水平井多级压裂和储层低孔低渗特性使页岩气呈现长期的瞬态线性流,吸附气的解吸和纳米级基质孑L隙 中气体的滑脱效应使页岩气藏的产气规律不同于常规气藏。基于瞬态线性流和吸附气解吸的特点,考虑基质孔 隙中气体的滑脱效应,建立并求解页岩气多级压裂水平井产能评价模型。在此基础上,通过数值反演和计算机 编程绘制页岩气多级压裂水平井产量典型曲线,总结出页岩气多级压裂水平井包含裂缝线性流、双线性流、基 质线性流和边界效应4个流动阶段。参数敏感性分析发现储容比、窜流系数、气藏尺寸对典型曲线的影响较大。 通过分析滑脱效应对产能的影响,得到滑脱效应考虑与否的判定图版,对页岩气产能模型的选择具有指导意义。 关键词:页岩气;多级压裂;水平井;产能评价;滑脱效应;储容比;窜流系数;气藏尺寸 中图分类号:TE355.6 文献标识码:A 文章编号:1000—3754(2013)03-0157—07
PRoDUCTIVITY EVALUATING THEoRETICAL MoDEL oF THE
FRACTURED SHALE.GAS HoRIZoNTAL WELLS CONSIDERING
GAS SLIPPAGE EFFECT
ZHANG Lei。LI Xiangfang,XU Bingxiang,SHI Juntai,GONG Jue,ZHANG Baorui (College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China)
压裂水平井的产能研究
聂权等:压裂水平井的产能研究
压裂
水平井的产青E研究
聂权 吴俊峰 卢娟 苑术生 (1.西南石油大学;2.中国石油冀东油田公司) 摘 要: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。 关键词:压裂水平井产能 裂缝
压裂水平井技术是将水力压裂和水平井相结合的技 术,主要应用于低渗透油气藏。由于仅用水力压裂或水 平井技术来开发低渗透油气藏往往达不到预期的效果, 于是人们想到了二者结合的问题,即对水平井进行水力 压裂。此方法的优势是能增大泄油气面积,提高纵向和 水平方向的扫油气范围;一口主眼井能起到多口井的作 用,提高单井产量;可同时开采多个产层。如果是注水 井,则可增加注水量,减少水气脊进。此方法还可减少 岩性各向异性的影响,降低水平井的开发成本等。这种 方法对于开发低渗透(其中大多为特低、超低渗透)油 气藏显得特别的重要。 在压裂水平井技术研究中,十分重要的问题是对裂 缝系统的分析。穿过单条或者多条裂缝的压裂水平井不 稳定渗流问题是一个复杂的渗流力学问题,尤其对于未 贯穿油层的水平井压裂这一增产措施来说,其流动过程 也是油藏内三维流动与裂缝内二维流动相耦合的渗流过 程。由于渗流方程的复杂性和各种边界条件的限制,使 这一问题的求解显得尤为复杂。油藏与裂缝的特征各不
2008年第3期 石油科技论坛
47 维普资讯 技术创新
凝析气藏水平井产能计算模型及方法研究
第19卷1期 2007年3月 岩性油 气藏 LITH0LOGIC RESERVOlRS Vo1.19 No.1 Mar. 2007 文章编号:1673—8926(2007)01—0120—04
凝析气藏水平井产能计算模型及方法研究
郭康良 ,郭 旗 ,程时清。 (1.长江大学地球科学学院;2.长江大学地球物理勘查学院;3.中国石油大学(北京)石油天然气工程学院) 摘要:凝析气井的产能在沿用单相气井的产能分析方法时会产生较大的误差。该文根据凝析气藏 稳态理论,求解了气液多相流动产能方程。在比较了适合于油藏水平井产能计算公式的基础上,提 出了凝析气藏水平井产能计算方法,通过实例计算,正确率较高。 关键词:凝析气;水平井;产能计算;无阻流量 中图分类号:TE372 文献标识码;A Model and method to the productivity calculation for horizontal well of condensate gas reservoir GUO Kang—liang .GUO qi .CHENG Shi—qing。 (1.School of Earth Sciences,Yangtze University; 2.School of Geophysical Exploration,Yangtze University; 3.School of Petroleum and Natural Gas Engineering,China University of Petroleum(Belting)) Abstract:Big error may occur in using the productivity analysis of single—phase gas well for condensate wel1.According io the steady—state theory of the condensate gas reservoir,the productivity equation of gas—liquid muhiphase flow was run.On the basis of comparing various productivity calculation formulas, the authors put forward the productivity calculation method for the horizontal well of condensate gas reservoir,which proves a high accurate rate in the cases. Key words:condensate gas;horizontal well;productivity calculation;open—flow capacity 对于凝析气井产能分析,目前仍然沿用单相气 井的产能分析方法,即二项式和指数式产能方程,或 者在此基础上发展起来的经验修正近似修正分 析[1,z3。这种近似修正分析对于地层总凝析液量较少 的情况是可行的,但在地层总凝析液量较多时会产 生较大的误差,这种误差往往体现为确定的产能偏 大。这是由于多相流动增加了气相的流动阻力,降低 了其相对渗透率;同时由于液体析出聚集在近井地 带,造成“液锁”,严重影响气相流动口“]。 1 气液两相流动产能方程的建立 在凝析气藏稳态理论基础上,假设地层中气为 非达西流动,油为达西流动,考虑地层中流动发生相 态变化产生凝析气、液两相渗流,据此推导产能方 程 油相: d_dprp=lKO0K0 t。%2 Q o (1) dr KK 。27c,一 ID。 、 气相: dr= KK 2nrhp, 2 ̄rhp)一 \ g J 定义地层中气的质量流量与总的质量流量之比 : 竿 。由式(2)可以推导出凝析气、液两相渗 流的产能方程 dr + n瓦Re 一 47c0^ ( ( )一 ( f))===0 (3) 收稿日期:2007—03—20;修回日期:2007—03—23 作者简介:郭康良,1963年生,男,博士,副教授,1985年毕业于原江汉石油学院石油地质专业,现在长江大学从事石油勘探、开发教学科研 工作。地址:(434023)湖北荆州长江大学地球科学学院。电话:(0716)8060441。E—mail:jpiklguo@yahoo.corn
水平井产能预测相关式研究
第30卷第5期 2008年l0月 西南石油大学学报(自然科学版)
Journal of Southwest Petroleum University(Science&Technology Edition) Vo1.30 No.5 0ct. 2008
文章编号:1000—2634(2008)05—0108—03
水平井产能预测相关式研究
陈伟 ,段永刚 ,方全堂。
(西南石油大学:a.计算机科学学院,b.石油工程学院,四川成都610500)
摘要:针对水平井的稳态产能预测误差较大的问题,通过半解析耦合模型计算对比,发现在不同泄油体形态、水平
垂直渗透率各向异性条件下,Joshi公式的误差变化规律:在厚油层、低垂向渗透率或短水平段情况下,预测值偏小约
30%,在薄油层、长水平段或长条状泄流区情况下,预测值又偏高约30%。进一步利用半解析耦合模型计算出不同椭
圆形泄流区条件下的水平井产能指数,通过SPSS统计软件进行非线性回归处理,获得水平井无因次产能指数预测相
关式,相对误差控制在±1.5%范围内,显著提高水平井的产能预测精度。
关键词:水平井;产能预测;相关式
中图分类号:TE33 文献标识码:A DOI:10.3863/j.issn.1000—2634.2008.05.024
水平井的稳态产能预测主要有Giger、Joshi、
Economides等公式 j,其形式基本一致,均可视为
Joshi公式的不同表现方式。Joshi利用等值渗流阻
力理论,假定水平井的泄油体是以水平井的两端点
为焦点的椭圆体,将三维渗流问题简化为垂直及水
平面内的两个二维问题,利用势能理论推导出均质
各向同性油藏水平井产能公式,同时又根据Muskat
关于油藏非均质性和水平井偏心距的概念,给出了
考虑渗透率各向异性和偏心距的水平井产能计算公
式。Joshi提出的水平井产能公式目前得到了广泛
的应用,后续的许多研究者提出的水平井产能公式
