压裂水平井产能影响因素的实验研究
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
致密砂岩气藏分段压裂水平井产能预测方法研究与应用_李陈
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斜井及水平井在不同构造应力场水力压裂起裂研究
ＣＯＯ （ ＯＳＳ 一Ｉ Ｓ三Ｏ 。 ２ Ｓ ｓ ） １ Ｃｉｏ ￣ ｓｎｉ Ｃｉ ｎ ｎ 卢 ］ Ｃ ｊ Ｃ ｓ Ｏ Ｓ
井擘应力分布只考虑由原地应力场以及井筒液
体 压力 引起 的附加应 力 两个 主要应 力 场 的叠加 。对 于致 密低 渗透 储层 ， 考虑 由 于井 筒 高 粘 度 压 裂 液 不
轴 线 的夹 角可 以通 过式 （ ）式 （ ） ７ 、 ８ 确定 ：
１ — ２ １
－ Ｔ诅 ｎ
ｚ ：
手＋ ｔ～ ￣ｃ ａ Ｔ ｎ ｏ ｚ ：
（ ７ ）
（） ８
。、
对应 了处 ，以外 的 另 外 两 个 主应 力 的
方 向 。其最 高 张应 力 方 向可 以通过 式 （ ） ８ 确定 ：
Ｆ（ ）： 一 （ 一 ） ｏ２ ２ 口 ｃ ｓｙ一４ ＆ｉ２ ｓ ｙ ｎ
断层应力控制区域， 即 ＞ ＞ 。储层岩石最初 处于一种应力平衡状态 。当储层被钻开或压裂时 ， 井筒 附 近局 部应 力 区域会 发生 改 变 卜 Ｊ 。
１ 坐标 系选 择 ．
模 型假 设 ：１ 岩 石 均 匀 各 向 同性 ；２ 岩 石 是 （） （） 处 于线 弹性 状 态 的 多孔 介 质 ；３ 不 考 虑 岩 石 与 压 （） 裂 液 的物理 化 学 反应 。为 了计算 方 便 ， 取 与 主 地 选 应 力方 向（ ， ， ） 致 的直 角 坐标 系 与井 筒 方 一
随着 钻 井工 艺 技 术 发展 ， 井 和 水平 井 在 低 渗 斜
Hale Waihona Puke 向一 致 的柱坐 标 系（ ， ，） ｒ０ｚ 。
透储层开发 中得 以广泛应用。但在致密储层 中， 仅
采 用斜 井 和水平 井 技 术 难 以达 到 经 济 开发 的 目的 ， 因而辅 以相 应 的增 产改造 措施 显 得尤 为 紧要 。国 内 外 学者 对 斜 井 和 水 平 井 水 力 压 裂 做 了一 些 机 理 研 究 ¨ Ｊ但 对 于低 渗储 层 ， 同类 型 构 造 应力 场作 卜 ， 不 用 下 ， 井 和水 平井 破 裂 压 力 及 裂 缝 起 裂 方 向研 究 斜
济阳坳陷页岩油水平井压裂技术研究
济阳坳陷页岩油水平井压裂技术研究摘要：济阳坳陷页岩油储量丰富，是胜利油气资源接替的重要阵地。
其储层具有埋藏深，物性差，泥质含量高，塑性较强，原油粘度大的特点，前期压裂后存在产量递减快，单井产能低的问题。
本文针对页岩油的压裂改造难点，借鉴国外先进经验，在开展“地质-工程”双甜点可压性评价的基础上，以水平井密切割分段分簇均衡压裂技术为核心，通过裂缝和施工参数优化，配套研发高效防膨剂、全悬浮压裂液等新型压裂材料，形成以“体积缝”和“高导缝”有机结合为基础的胜利页岩油水平井密切割及多尺度组合缝网压裂工艺技术。
义页平1井的现场试验表明，压裂改造后裂缝复杂程度高，改造体积大，增油效果好，为下步胜利页岩油的勘探开发打下了坚实的基础。
关键词：页岩油压裂甜点水平井密切割组合缝网压裂材料一、前言济阳坳陷页岩油资源丰富，目前已在40口探井获工业油气流，勘探开发潜力巨大，是胜利可持续发展的重要战略资源。
其纵向上主要分布在沙三下、沙四上段，平面上主要分布在沾化凹陷和东营凹陷，具有储层埋藏深、物性差、泥质含量高、塑性较强和原油粘度大等特点。
图1济阳坳陷泥页岩探井分布图“十二五”以来，为了突破胜利油田页岩油压裂改造增产技术瓶颈，持续开展技术攻关研究。
2012-2016年间，胜利油田开展了页岩油气勘探及评价，通过技术引进及自主研究，实施了4井次的现场应用，分别采用套管固井泵送桥塞-射孔联作分段压裂技术、裸眼完井多级分段压裂技术及二级组合缝网压裂技术，取得了一定的增产效果。
为进一步提高页岩油勘探效果，落实储量，2019年开展页岩油水平井压裂技术研究，但目前胜利页岩油水平井分段分簇依据不足，且受储层非均质性和射孔等因素的影响，每簇裂缝改造程度差异大，无法实现均衡改造；此外，同地质条件下改造体积与主裂缝长度合理优化存在一定盲目性，如何进一步增加裂缝的复杂程度，需要继续加强研究。
通过对比分析国外页岩和胜利页岩的特点，胜利页岩在沉积类型、矿物成份、力学特征等方面与国外存在着巨大的差异，因此不能完全照搬国外技术。
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 。
基于裂缝形态和产能的水平井分段压裂优化研究
数 ， 缝 条数 过 多 ， 造 成 施 工 成 本 高 或 裂 缝 问 相 裂 会
互 干 扰 的 问 题 ， 至 会 引 起 施 工 失 败 ； 缝 条 数 甚 裂
２期
张广清 ， ： 于裂缝形 态和产能的水平井分段压裂优化研究 等 基
过少 ， 法 达 到 最 大 的 单 井 产 能 。 因 此 需 要 综 合 无 考 虑 多种 因 素 ， 立 水 平 井 水 力 裂 缝 条 数 的优 化 建
摘
要
根 据低 渗透 油藏 的特 点， 基于 固体应力平衡和 多相 流体 流动 ， 立 了水平 井水力裂 缝分段优 化的模 型。采用有 限元 建
模 拟和油藏模拟研究 了在避免复杂水力 裂缝的前提下 ， 水平 井水 力裂缝优 化的影响 因素。研究发 现 ， 平井筒 与最小水 平地 水
应 力方位存在夹角 时， 段水力裂缝 出现弯 曲转向， 分 多个弯 曲裂缝 之 间的相 互干扰形 成复 杂 的裂 缝形态 ； 当水平 井筒 与最小
全 性 和最 终经 济效 益 ¨２。水 平井 分 段 水 力 裂 缝 的 １ｊ Ｉ
形 态受 到 多种 因 素 的影 响 ， 例如 地 应 力 、 身 方位 、 井
岩 石非 均质 、 裂 施 工 参 数 等 。施 工 和 室 内模 拟 实 压 验 证 明水 平井 水力 裂 缝 十 分 复 杂 ， 形 成 沿 井 筒 的 可
而成为油气藏 开发的重要手 段。为了更加高效 开 发 低渗 油气 藏 ， 水平 井 分 段 压 裂 技 术 已经 开始 取 得
大 范 围 的应 用 。水 平 井 分 段 压 裂 技 术 是 通 过 沿 着 水 平井 筒形 成 多条 水 力 裂 缝 ， 个 水 力 裂 缝 相互 独 各
立， 没有 相 互干 扰 ； 而 大 幅 度 改善 渗 流条 件 ， 高 从 提
致密砂岩油藏压裂投产水平井产能分析
２ ０ １ ３年 ５月
油
地
质
与
工
程
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ ＯＬ Ｅ ＵＭ ＧＥ Ｏ Ｌ Ｏ ＧＹ Ａ Ｎ Ｄ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
第２ ７卷 第 ３ 期
文章编 号 ： １ ６ ７ ３—８ ２ １ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３—０ ０ ８ ８ —０ ２
致 密 砂 岩 油 藏 压 裂 投 产 水 平 井 产 能 分 析
２ 压 裂 水 平 井 产 能 方 程
假设 油 层 中心 有 一 口水 平井 ， 其 与 供 给边 界距 离为 Ｒ ， 井筒 长度 为 Ｌ， 井筒半径为 ｒ 。水 平 段 进 行 压裂 ， 压 出 Ｎ 条 垂 直 裂缝 ， 裂缝 等 距 离 分 布 并 且
穿过 整个 油层 厚 度 ， 裂 缝 半 长 为 Ｘ ， 裂 缝 的 宽 度 为
满 足致 密砂 岩油藏 压裂 水平 井产流 动模 型
对 于裂 缝 内的流 动 ， 不 同学者 有不 同 的观 点 ， 有 的把裂 缝 内的流 动 近似 为 单 向 渗流 ， 有 的把 裂 缝 内 流动近 似为平 面径 向流 。对 于 水平 井 的 垂 直裂 缝 ，
２ ｚ ｒ Ｋｆ ＷＬ …＼ ２ ｒ ／ ２ Ｊ
导 出适 合致 密砂 岩 油藏 压 裂 水 平 井 的产 能 方 程 。研 究 结 果表 明 ， 致 密砂 岩 储 层 的 启 动 压 力梯 度 和 应 力 敏 感 对 水 平 井 的 产 能影 响显 著 ， 同时计算结果显示， 推 导 的 产 能 方 程预 测 结 果 准确 ， 能 够 指 导 水 平 井 的 开发 。
则取 该 圆的径 向流 为 流 动半 径 更 为贴 近 实 际 情 况 。 同时裂缝 流动模 型还 要考 虑裂缝 汇 聚效应额 外增 加
致密油藏分段多簇压裂水平井电模拟实验研究
第 １ ２期
２ ０ １ ３年 ４月
科
Байду номын сангаас
学
技
术
与
工
程
Ｖ ｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． １ ２ Ａｐ ｔ ．２ ０１ ３
１ ６ ７ １ －１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ ＿ ３ ２ ６ ７ ＿ ０ ４
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
溶 液 呈半 固体 状 ， 采 用 康 铜 丝 模 拟 油井 井 筒 ， 用 紫
铜片 模 拟 人 工 压 裂 裂 缝 ， 用 超 细 铜 丝 模 拟 天 然 裂
簇 压 裂水平 井 产能影 响 因素进 行 了分 析 。
缝， 人 工裂 缝 与天然 微 裂 缝 耦 合形 成 不 同裂 缝形 态 的体 积压裂 区 ， 在体 积 压 裂 区 中置人 不 同导 电 能力
水 电模 拟 方 法 ， 在考 虑天然裂缝 的基础上 ， 研 究 了 致 密储 层及 近 井 区域 的压 力 分 布特 征 ， 并 对 分 段 多
电模 拟实 验 的装 置 包 括 油藏 模 拟 系 统 、 低压 电
路 系统 和测量 系统 。
油藏模拟系统 为一盛有 （ Ｃ Ｈ ０ ｍ ） 电解 质的 电解槽。电解槽为一 圆形有机玻璃容器 ， 在其内部 安放 薄 的紫铜 带 ， 模 拟 圆形 供 给 边界 。（ Ｃ Ｈ ０ ｍ） 凡
＠ ２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
致 密 油 藏 分 段 多簇 压 裂 水 平 井 电模拟实验研究
杜保健 程林松 黄世 军
水平井产能下降原因分析
2007年是国内水平井发展的一年，也是我们在水平井技术上探索的一年，然而在成果上并没有让我们取得更多可喜的消息。
今年我**油田在*区块共计水平井试油13井口，但产量却出乎意料，几乎没有像预计中的那样产量，个别井甚至没有产量，虽然搞过酸化等措施，但都没有明显的效果。
究其原因，分析如下：（1）钻井过程中泥浆对地层的污染；（2）水平井轨迹选择的合理性；（3）试油过程中对地层近井地带污染的解除措施。
一、钻井过程中泥浆对地层的污染水平井对钻井液性能的主要要求是井壁稳定性、岩屑的清除及井眼损坏的控制。
钻井液的性能不好将对井眼的稳定性以及井眼的清洁效果产生严重的影响。
从这两点出发，要求水平井的钻井液要有良好的抑制特性。
据国际各大油田统计，钻井导致的储层损害已经成为影响水平井产能的主要因素。
对于水平井来说，可能的储层损害机理主要有以下几点：（1）钻井液中固相颗粒堵塞；（2）滤液和储层流体不配伍；（3）聚合物堵塞；（4）润湿反转；（5）微粒运移和粘土膨胀；（6）水锁；（7）地层压力改变。
由于在同一地区钻成一口水平井所用时间比直井要长许多，因此，钻井液侵入地层会更多、更严重。
同时非常低的压降不能为清除储层损害提供足够的动力。
因此，对于水平井，可以说其储层损害是不可避免的。
水平井获得高产的重要前提，是尽量保证储层不受损害。
钻井液造成储层损害的因素有很多，如钻井液中固相颗粒的侵入，及岩石与滤液之间的不配伍性等。
由于大部分水平井采用的钻井液均为水基聚合物钻井液体系，聚合物势必会随滤液侵入地层。
并且含有聚合物的泥饼不够致密以及不易降解，因而势必会对储层造成一定损害。
可见，泥浆对地层的污染是不可避免的，我们用一些诸如汽化水洗井、酸化等可以解决这类近井地带的污染，效果在绝大数井还明显，利用气与水的混合降低井筒压力，使地层压力大于井底压力，在这样的压差下，能使污染地层的污物能被压出来，以达到恢复地层原始物性的目的，但如果污染太重，我们的措施还是起不了多大的作用，致使井的产量减产甚者没有产量。
致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验
石油地质与工程2021年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING 第35卷第2期文章编号：1673–8217（2021）02–0098–05致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验尚立涛1，刘宇2，张杨1，齐士龙2，乔岩1，李存荣2（1．中国石油集团工程技术研究院有限公司，北京102206；2．中国石油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆163453）摘要：致密火山岩储层天然裂缝发育差，低孔、低渗、致密、非均质性强，需要应用水平井大规模分段压裂工艺实现有效开发。
随着储层物性变差，可缩小压裂裂缝间距保持单井产量；为明确最优改造裂缝间距与施工规模，基于储层孔渗特征、相渗特征、流动特征的认识以及不同裂缝间距压裂产生的干扰，确定致密火山岩储层最优改造裂缝间距。
应用压裂后分段产气监测，认识分段产量与改造规模关系，明确致密火山岩储层最优改造规模，有效指导压裂方案优化，提高设计针对性与开发效益。
关键词：大庆油田；致密火山岩；水平井压裂；裂缝间距；产量监测；压裂规模优化中图分类号：TE357 文献标识码：AFracturing parameter optimization and field test of horizontal wells in tight volcanic reservoirs SHANG Litao1, LIU Yu2, ZHANG Yang1, QI Shilong2, QIAO Yan1, LI Cunrong2(1. Engineering Technology Research Institute Co., Ltd., China National Petroleum Corporation, Beijing 102206, China; 2. DaqingOilfield Co., Ltd., PetroChina, Daqing, Heilongjiang 163453, China)Abstract: The tight volcanic reservoir is characterized by poor development of natural fractures, low porosity, low permeability, compactness and strong heterogeneity, which requires the application of large-scale staged horizontal well fracturing technology to achieve effective development. With the deterioration of reservoir physical properties, the fracturing fracture spacing can be reduced to maintain single well production; in order to determine the optimal fracture spacing and construction scale, based on the understanding of reservoir porosity and permeability characteristics, relative permeability characteristics and flow characteristics, and the interference caused by fracturing with different fracture spacing, the optimal fracture spacing of tight volcanic reservoir is determined. Through the application of staged gas production monitoring after fracturing, the relationship between staged production and reconstruction scale is understood, and the optimal reconstruction scale of tight volcanic reservoir is determined, which can effectively guide the optimization of fracturing scheme and improve the efficiency and benefit of the design and development.Key words:Daqing Oilfield；tight volcanic rock; horizontal well fracturing; fracture spacing; production monitoring; fracturing scale optimization致密油气储层可应用缝控压裂技术提高单井产量[1]，通过人工裂缝参数的优化来实现井控单元内储量的最大动用。