低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法
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
直斜水平井产能计算
直斜水平井产能计算直井、斜井和水平井是石油和天然气勘探开采中常用的钻井方式。
它们在产能方面有着各自的优点和适用范围。
首先，直井是最简单常见的钻井方式，井身垂直向下，与地表垂直对接。
直井的优点是施工简单、成本较低。
由于垂直井筒的直接对接，井壁周围的岩石压力较小，较少会造成流体的泄漏。
直井的储量评估一般比较准确，特别是在普通油气藏中。
直井的产能计算通常使用垂直井的流体动力学方程来计算。
产能计算的一个重要因素是流体的渗流。
渗流指的是岩层中液体或气体在岩石孔隙中的流动。
岩石中的孔隙空间通常会被水、石油或天然气等流体填充。
直井产能计算中，渗透率是一个关键参数。
渗透率越高，流体在岩石间的流动能力越强，产能就越大。
直井的渗透率一般可以通过试井数据或其他相关实验得到。
直井的产量主要取决于其井筒的孔隙体积和渗透率，以及油层厚度、油层渗透率等因素。
产量也受到油井和地层的物理参数以及采油工艺的影响。
井筒的孔隙体积可以通过计算和测量得到，而渗透率一般需要通过采集油田的地质数据分析得到。
产能计算的另一个重要因素是油井的生产能力。
生产能力取决于井筒中有效储层的产能和采油工艺的限制。
在直井的情况下，油井生产能力的计算可以使用Darcy定律。
Darcy定律是流体力学中描述渗流速度的基本方程，可以用来计算油井的生产能力。
斜井在产能计算上与直井类似，但由于其倾斜或水平的井筒，斜井的产能通常可以更高。
斜井的优势在于更大的接触面积，增加了井底与储层的接触面积，从而增加了产能。
斜井和水平井在含水层和低渗透油气藏中的应用较为普遍，这些油气藏的产能通过增加接触面积来提高。
水平井是一种特殊的井筒构造，井筒从垂直向井底倾斜，并在井底继续平行于地层延伸，以增加接触面积。
水平井的产能一般远远超过直井和斜井，原因就在于其更大的井底接触面积。
水平井可以最大限度地利用油层的产能，并且常用于低渗透油气藏和深层储层开采。
在水平井的产能计算中，除了考虑井身倾角和储层渗透率外，还需要考虑油井的侧向渗流、压力分布、油层流量和地层参数等因素。
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 。
长水平井的产能公式
R = Re
+ Rr
=
μa 4KLh
+
μ 2πKL
ln
h 2πrw
.
（11）
于是，长水平井的产量计算公式为
q=
pe - pwf R
=
2πKh( pe - pwf )
μ
æ
ç
è
πa 2L
+
h L
ln
h 2πrw
ö
÷
ø
.
（12）
（12）式就是长水平井的产能公式。由图 3 和图 4
可以看出，短水平井为周围供液，长水平井为双向供
的；而径向流的流线向油井是不断收缩的，地层的渗
流阻力也是不断增加的，径向流的生产压差主要损失
在近井地带。
收稿日期：2014-02-17
修订日期：2014-04-01
基金项目：国家科技重大专项（2011ZX05027-003-01）
作者简介：李传亮（1962-），男，山东嘉祥人，教授，博士，油藏工程，（Tel）028-83033291（E-mail）cllipe@.
+
h L
ln
h 2πrw
ö
÷
ø
.
（13）
文献［12］的作者及其引用者都采用（13）式计算
一个 1 000 m×500 m 的矩形泄油区域，中间钻一
口长 500 m 的水平井把泄油区域分成了两个 500 m×
500 m 的正方形区域，地层渗透率为 0.01 D，地层原油
黏度 1 mPa·s，地层厚度 20 m，油井完井半径 0.1 m，油
1 2
+
æ
ç
è
2re L
4
《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。
多裂缝水平井非稳态产能模型及计算方法研究
Ｏｙ ｙ＝ Ｏ
Ｉ
＝
０
ｏ≤ ≤ 口
（） ６
其 中 ｎ， ＝ ， ， ， ； ： ≤ ≤口 ０ ≤ ｂ ｍ ０ １２ … ０ ， ≤Ｙ
由特 征 函数 （３ 式 组成 的特征 函数 系构 成 力： １）
③质 量守 恒
ａｙａｙ ｈ ｔｏ≤≤ （ 一 ｌ： ‘ ＇ ７ Ｊ 盟ｌ ≥０ ｆ ｆ一ｒ ’ ４： ｕ ｋ ＋ 一 冬 ）
设 在 一个 有 限 大有 界 封 闭 的气 藏 中 ， 水平 井 穿 过多条 相互 独 立 的平 行 裂 缝 ； 条 裂 缝 互 相 平 行 ， Ｎ 具 有相 同 的长度 和宽度 ， 裂缝 间距 相 等 ， 条裂缝 的 每
①初始 条件
ｐ Ｉ ０＝ Ｐ ： ０≤ ≤ 口 ０≤ Ｙ≤ ｂ （ ） ， ２
— —
（６ １）
０ ０ ｍ ＝ Ｉ Ｉ
，Ｊ Ｉ
ＩＩ
ｔ —— 时间 ， ｓ ｋ；
坐 标 ，ｌ ｒ； ｆ ｋ ，ｒ ｋ——地层沿 、 Ｙ方向渗透率 ， ； Ｄ 气体 粘度 ， ａｓ ｍＰ ・； Ｃ —— 压缩 系数 ， ａ ＭＰ ～。
（） ８
（） ９
Ｐ ， ， （ ）＝ Ｐ ｐ ＝ ＝ ０ ｉ＝ １２ … ， ， ，， Ⅳ （Ｏ １）
其 ＝ ： 中
记 ｕ＝Ｍ ， ， ） 引入相应 的正交变换 ， （ Ｙ ｔ， 即
Ｆ （ Ｙ ） ＝Ｉ （，， Ｅ ｄｄ ，， ］ ＪＩ Ｙ ） ｘｙ Ｅ ０ ０ ＪＭ
图１ 四分之一 多裂缝气井示意图
根据油气藏渗流理论 ， 由达西定律、 质量守衡定 律， 结合气体的性质 ， 建立了气藏压裂水平井地层非 稳态 渗 流和垂 直井 筒管 流耦 合 的计算模 型 。 弱 可压缩 液体 单相 渗流 方程 为
气藏压裂水平井裂缝参数优化分析
作 者简 介 ： 张玉 广 （９ ｌ ） 高级工 程师 ， 士 ， １６一 ， 博 研究 方 向： 油工 采
程。
Ｏ ‘ ｘ
＋
ａ ‘
：
Ｊ Ｏ ， ７ ｔ
（） １
初 始 条件 ：
Ｐ ，，＝ ）＝ （ ）ｔ ０ ｐ ，
（） ２
２６ ８２
科
学
技
术
与
工
程
２ ２
１ Ｏ卷
藏往 往达 不 到 所 预 期 的开 发 效 果 。 为 了提 高 产 量
水 平井 不 稳 定 渗 流 下 的 产 能 公 式 。分 析 了 裂 缝 导 流能力 对压 裂水 平 井 产 能 的影 响 ， 出 了不 同裂 缝 给
条 数下 对应 的水 平 井最 优 长度 。
和最 终采 收 率 ， 善 其 开 采 的经 济 效 益 ， 采 用 水 改 常 力 压 裂产生 多 条 裂 缝 ， 大 泄 油 气 面 积 ， 高 纵 向 增 提 和水平 方 向的 扫 油气 范 围 。 由于储 层 渗 透 率 低 ， 压 裂 水平 井 不 稳 定 流 动 的 时 间 要 明 显 长 于 常 规 气 层 中的不 稳 定 流 动 时 间 。虽 然 很 多 学 者 对 压 裂 水 平 井 进行 了研究 ， 研 究 的 内容 往 往是 假 设 油气 藏 内 但 的流动 是稳 态 的 ＿ ， 有 考 虑 时 间对 水 平 井 产 量 ｌ 没 Ｊ 的影 响 ； 对裂 缝参 数 的优 化 问题研 究 较 多 的是 裂 缝
２１ ２月 １日收到 国家自然科学基金重点项目（０３（０ ５８４ ２） ００年 ５６４２、 ０７（３ 、 １ １
稳 渗 流 的偏微 分 控制 方程 为 ：
一
压裂水平井的产能研究
层中渗 流模型 ， 并在 此基础上建立 了油层中渗流和井筒 内管流 耦合的产能模型 ，给出其求解方法 。通过实例计
维普资讯
聂 权 等 ：压裂水平井的产能研 究
压裂
水平井的产青 研究 Ｅ
聂 权 吴俊 峰 卢 娟 苑 术 生
（ ． 南石 油 大 学 ；２ 中 国石 油 冀 东油 田公 司） １西 ．
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
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
缝 内气体的非达西流动影响了气体 向井筒内的流动能力 ， 水平井的产气量虽然增加 了， 但增加 的幅度 却在减小 。 对
一
、
研 究现 状
于低渗透气藏 ，特别是长庆低渗透 气藏 ，裂缝 内的导 流 能力对气井产能的影响不是很 明显 ，而缝 长对 气井产能 的影响则 明显 。
自１８ ９ ５年水平 井压裂技术应用于油 田开发以来 ， 国 内外的许 多学者都对这 一新技 术相关的一些理论 问题进
维普资讯
技 术 创 新
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低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法
【摘要】随着我国经济的不断发展，我国石油工业在发展过程中面临着新的挑战。
低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法，对于石油的开采有着非常重要的作用，应用矩阵方程、叠加原理以及复位势理论这三者中的数值分析求解方法，对相关裂缝位置中压力损失以及渗流阻力进行深入的分析与研究，重新的修正与推理出了低渗透油气藏压裂水井产能中的预测公式，这在很大程度上使计算出来的结果更加的精准、合理以及符合实际的状况。
利用修正与推理出来的预算公式，根据某一个实际低渗透气田中的实际情况，将压裂水平井产能中的几个非常重要的影响因素之间进行分析与对比，得出来的结论对于低渗透气藏压裂水平井的设计有着十分重要的实际意义。
【关键词】低渗透油气藏水平井产能计算方法
在对低渗透油气藏进行开发的过程中，如果只是单一的采取水平井这一种方式进行开发，无法达到低渗透油气藏在开发初期所设立的目标以及相应的开发效果，所以，在低渗透油气藏的开发中经常采取水利压裂这一形式来产生出很多的裂缝，从而增强水平井中的产能。
但是在对低渗透油气藏压裂水平井产能中的预测公式进程推导的过程中，假设每一条裂缝都相等，而这一理论与实际中的状况不相符合，存在一定程度上的误差，按照推导出来的预测公式对压裂水平井产能以及每一条裂缝之间关系的变化曲线进行预测的结果，在一定程度上会出现相关的跃变。
1 低渗透油气藏压裂水平井产能预测公式的推导
1.1 渗流模型的构建
根据对低渗透油气藏压裂水平井产能研究的信息数据，做出相关的假设：
（1）低渗透油气藏中处于上下封闭状态，且无限大非均质的地层，假设其水平渗透率是kh，在这一地层的中心地带中有一口相应的水平井，假设这口水平井的长度为l。
（2）为了提升低渗透油气藏中的产量，在水平段的位置采取了压裂这一形式，在水平段中压裂出了n条处于垂直状态的裂缝，裂缝之间按照等距离进行分布，还穿过了低渗透油气藏整个油层中的厚度，假设裂缝中的渗透率为k1，裂缝的半径为x1。
若低渗透油气藏水平井中没有对水平段采取补孔，流体会先由底层而流进裂缝之中，随着裂缝进入到井筒之中，因此将每一条裂缝中的产量相加起来，就是低渗透油气藏压裂水平井中的产量。
2 公式推导
（1）低渗透油气藏压裂水平井中的裂缝条数用n表示，当n的数值为奇数的时候，低渗透油气藏压裂水平井中的裂缝中点纵坐标的值分别为0、±d一直到±nnd，x轴中的上下裂缝条数为n0=（n-1）/2，而低渗透油气藏压裂水平井中的裂缝与裂缝之间的距离为
l/n=d。
根据叠加原理与复位理论，第j条裂缝的坐标的近似值为δ0 （0，jd）。
（式2）
这个式子中的re表示的是供给半径，式子中的h表示的是地层厚度，b表示的是流体体积系数，qf1 表示的是第i条裂缝中的产量，而xf表示的则是裂缝的半长，将式子（1）与式子（2）结合起来进行综合的计算，可以得出：
（式3）
这个式子中的pf表示的是第j条裂缝中所存在的压力值，kh表示的是水平渗透率，而pe表示的是供给边界中的压力值。
（2）如果低渗透油气藏压裂水平井中的流体为天然气的时候，根据低渗透油气藏压裂水平井产能中真实气体的状态方程以及压力函数的定义，将裂缝中的产量转换为地面中气体的产量，则得出式子：
2 低渗透油气藏压裂水平井产能的计算实例与敏感性研究
对某一个气田中的气体、裂缝以及地层进行分析与研究，如表1所示，是气田的数值。
2.1 裂缝的位置对低渗透油气藏压裂水平井产能的影响
选择相应的5条裂缝进行分析与研究，在对水平井进行压裂之后不对其进行补孔，对每一条裂缝对低渗透油气藏压裂水平井产能所造成的影响进行比较与计算。
在低渗透油气藏压裂水平井中，每一条裂缝所产生出来的能量都是不相同的，由两端到中间呈现着一种递减的趋势，在低渗透油气藏压裂水平井处于对称位置的裂缝，在产量上是相同的，所以相关
工作人员在实际操作的过程中，要采取合理的方式，提升水平井端部裂缝所具备的生产能力，在很大程度上能够增加增产的效果。
2.2 参数分析
（2）q/q所表示的是未压裂直井产能与压裂水平井之间产能的比值，d（q/q）为未压裂直井产能与压裂水平井之间产能比值的增长趋势。
根据图3中所显示出来的内容，可以看到裂缝半长在处于增加状态的时候，压裂水平井中的产能也跟随着增长，但是增长的效率呈现逐步下降的趋势，这就说明低渗透油气藏压裂水平井中的裂缝并不是越长就越好，主要是对低渗透油气藏压裂水平井特定地层中的最佳值进行确定，所以依靠增加裂缝长度来提升低渗透油气藏压裂水平井产能的方式是错误的。
3 结语
就目前来看，我国关于低渗透油气藏压裂水平井产能这一方面的材料非常的少，对其进行的研究也还存在着诸多的不足与缺陷，而且低渗透油气藏压裂水平井产能中的公式在推导的过程中，对式子中的很多部分在一定程度上都进行了相应的简化，公式中很多的部分也都非常的相似，这在很大程度上影响了低渗透油气藏压裂水平井产能中推导式子所计算出来结果的准确性。
采用矩阵方程、叠加原理以及复位势理论对低渗透油气藏压裂水平井产能中的预测公式进行推导，能够有效的提高低渗透油气藏压裂水平井产能中预测公式计算结果的准确性，
参考文献
[1] 范子菲.裂缝性油藏水平井稳态解产能公式研究[j].石油勘探，2010（13）
[2] 李萍.多条垂直裂缝的水平井渗流问题及压降曲线[j].石油学报，2009（04）
[3] 朗兆新.压裂水平井产能研究[j].石油大学学报（自然科学版），2010（17）。