基于停泵压降数据的页岩气井单段裂缝参数反演——以长宁N209井区页岩气井为例

水平井多级分段多簇压裂是页岩气藏有效开发的关键技术,准确评价缝网参数是开展压裂效果评估、压裂工艺优化和压后产能预测等工作的重要前提.传统页岩气井压裂裂缝参数表征主要采用裂缝扩展模拟与现场监测等手段,对压裂施工停泵压降曲线的信息挖掘与利用不足.采用数字滤波方法消除停泵压降数据的水锤波动,利用分形裂缝表征页岩气井压裂缝网,结合数值试井分析实现了单段裂缝参数反演,建立了一套基于停泵压降数据的缝网参数反演工作流程.该成果在长宁公司N209井区压裂井成功应用,并对裂缝参数评价结果与一体化压裂模拟和产气剖面测试等反演结果进行了验证.结果表明,基于停泵阶段压降数据的单段裂缝参数反演结果显著提升了参数解释精度,有助于揭示页岩气井段间产气能力差异的原因;气井产能与裂缝总长和裂缝表面积的相关性明显高于利用广域电磁法确定的压裂改造体积,其中,早期日产气量与总缝长相关性最高;预计最终回收率与裂缝表面积相关性最高;缝网总长与单簇压裂液规模强线性相关,反映了长宁区块页岩气井压裂工艺2.0的技术先进性.获取页岩气井单段裂缝参数可为产能主控因素分析和压裂效果评价提供更加有效的分析指标.

一体化压裂液对佳县区块致密气储层伤害实验研究

为分析压裂液对J区块致密气储层的伤害,采用压裂液评价实验方法,从压裂液性能参数、对储层基质的伤害、对填砂裂缝伤害三个方面进行实验评价,研究了压裂液基液对致密储层基质和填砂裂缝的影响。结果表明,鄂尔多斯盆地J区块现场所用的一体化变黏压裂液对致密气储层的伤害率为19.83%~29.32%,伤害还表现出渗透率越低岩心损害率越大的特征;随着返排压差的增大,压裂液对岩心的伤害程度明显降低,返排压差大于6 MPa时,损害率降低缓慢,最大可降低至10.96%;裂缝导流能力伤害率随着闭合应力逐渐增加,在高闭合应力条件下裂缝导流能力伤害程度大于低闭合应力条件;低铺砂浓度的裂缝导流能力对压裂液敏感性较强,相同条件下低铺砂浓度导流能力伤害率更大。研究为鄂尔多斯盆地J区块致密储层改造压裂液体系优化有一定实际意义。

一种基于一维卷积神经网络的试井模型智能识别方法

为提高试井分析工作效率,实现试井模型的自动识别,提出了基于一维卷积神经网络(1D CNN)的试井模型智能识别方法。根据实测数据的特点,提出基于理论曲线构建样本库的原则与方法,并构建了4种常用油藏模型的训练样本库;建立了一维卷积神经网络模型,将样本库中双对数曲线的压力变化和压力导数数据作为输入,油藏类别作为网络输出训练及优化网络,总识别准确率可达99.16%,敏感度均在98%以上。经4口井实例应用,正确识别试井模型的概率大于0.99,与二维卷积神经网络相比,1D CNN显著降低了计算复杂度和时间成本,加快了训练速度。这表明基于试井理论所构建的样本库是有效的,能满足实测数据模型识别的需求;同时证明了方法的有效性、实用性和普适性。

超深大斜度高破压井国产封隔器优化与改进

川西雷口坡组超深大斜度小井眼井储层破裂压力高达170~180 MPa,受高交变载荷、井眼轨迹等因素影响,储层改造施工过程中易出现封隔器密封失效、卡瓦落井等问题。分析失效原因,明确了胶筒密封不足、缸体强度不足、卡瓦结构缺陷是导致封隔器失效的主要因素。优化胶筒结构为MESH结构提高密封可靠性,改进缸体设计使得缸体绝对承压由75 MPa增加到125 MPa,满足泵压120 MPa下改造要求,同时调整卡瓦与锥体距离,避免解封上提时在喇叭口位置发生挂卡。改进后的127 mm高温高压测试封隔器在川西超深大斜度井累计试验3井次,成功率100%。该封隔器及配套工具能满足超深大斜度井高破压含硫地层70 MPa或更高压差下改造及试气需求。

海上多段生产水平气井试井解释方法及其应用

以南海北部海域X气田1H气井为例,建立了多段水平气井模型,进行试井解释研究。通过对该井实际试井解释的应用效果对比,分析多段水平气井模型相对于常规水平井模型的优势。研究表明,应用多段水平气井模型可对水平气井的有效段数、长度、间隔等参数进行合理解释,解释结果更符合储层实际。

一种基于全局敏感性分析的气井产能测试制度优化设计方法

利用全局敏感性分析方法设计气井产能测试方案时,首先选取所有不确定的储层参数作为敏感参数,并设定其可能性范围;利用Sobol序列实现各敏感参数的随机取值和组合,并生成所有组合的井底流入动态样本曲线;然后针对样本曲线中每个流压位置的产量与敏感参数的对应关系,计算所有敏感参数对产量的全局影响指数,最终得到不同流压下各参数对产能的影响权重和变化趋势。计算结果显示:地层压力p_(r)、非达西流系数D、测试开井时间t等参数的影响指数在特定流压范围明显占优。对目标区气井井底流入动态的全局敏感性分析,可定量化判断某个参数在不同工作制度下对产量的影响程度,指导气井产能测试制度设计和优化。

巴彦油田深井高凝油藏试油完井一体化技术

针对巴彦油田深井高凝油藏在试油完井施工中存在工艺复杂、施工周期长、储层二次伤害严重、施工成本高等问题,通过分析现有的高温高压深井试油完井一体化技术特点及存在不足,结合临河油区油藏地质特征和原油物性特点,设计了3套试油完井一体化管柱,制定了相应的工艺流程,并对每种一体化工艺的特点及适用条件进行了分析。上述3种试油完井一体化技术已在现场成功试验14口井,其中压裂-射流泵排液一体化技术现场试验9口井,缩短施工周期2~3 d,有效提高了压裂后排液求产效率,降低了储层二次污染;完井投产一体化技术现场试验5口井,提高了自喷井和机抽井完井投产效率,缩短了单井完井周期,减少了储层污染,降低了作业成本。深井高凝油藏试油完井一体化技术的成功应用为巴彦油田勘探开发一体化进程高效推进提供了有力的技术保障,对国内同类型油藏试油完井技术研究具有指导借鉴意义。

海上油气井测试射孔峰值压力预测方法

为有效降低海上油气井射孔测试联作施工安全风险,以东海常用套管、油管、射孔枪、射孔弹组合为参考,建立了射孔管柱有限元数值模型。利用控制变量法,结合射孔峰值压力数值模拟结果,分析了总装药量、井筒初始压力、井筒爆炸空间等参数与射孔峰值压力的相关性,在此基础上,通过多元非线性回归建立了射孔峰值压力的计算公式。利用2口井射孔实测压力结果对公式进行验证,射孔峰值压力相对误差分别为6.1%和9.8%,在合理误差范围内。该公式可用于射孔作业前的峰值压力预测,为现场及时作出安全决策提供指导和支持。

长柱塞短泵筒注采一体化管式泵的优化设计

常规机采井管式泵因其结构特点不适用于注氮气驱油作业,易造成卡泵、套漏,增加修井成本,影响生产时效。通过分析注气腐蚀结垢的机理,并在常规抽油泵的基础上创新的研发出了一种可注气并且能防垢的长柱塞短泵筒注采一体化管式泵,在泵筒上设置注气孔,注气期间下放柱塞露出泵筒上的注气孔,柱塞始终放在泵筒内,使注入的氮气和流体不与柱塞、泵筒直接接触,并且设计的长柱塞、短泵筒结构可避免垢物落入泵筒内,达到防垢的效果。该工艺在塔河油田现场成功试验15井次,平均单井注气量为150×10^(4) m^(3),注气、生产均正常。该工艺结构简单,可同时满足注气和提液需求,具有很高的应用前景。

电缆地层测试器探针模块常见故障分析

现有的电缆地层测试器探针模块故障统计归类和解决方案混乱,不利于制定电缆仪器维修保养标准化策略。通过梳理电缆设备的故障类型,针对电路故障、机械装配故障、电装工艺故障、电化学腐蚀故障逐一分析,提出具体解决方案;建立科学的三级保养制度,把易磨损的部位放在一级保养里面,按照PM1执行;把易污染的液压件放在二级保养里面,按照PM2执行;其余部位按照PM3执行。经过出海作业120余井次验证,设备可靠性有了极大提升。该分析从根源上有效管控了故障,做到了提前预防,对此类型仪器维保具有借鉴意义。

APR测试工具在高温及高压差作业条件下的改进与应用

在塔里木油田测试作业中,出现诸如封隔器胶筒高温碳化失封、“O”密封圈气爆破损渗漏、高压差失封等问题,无法安全优质地完成超深超高压高温气井的测试需要。为提升井下测试工具耐温耐压性能,基于塔里木油田“十三五”以来超深高温高压井APR测试实践,总结分析了常规高温高压井测试APR测试工具存在的问题,通过提升密封部件材料的耐温等级、优化密封组合形式、改进封隔器胶筒结构等手段,将APR测试工具的耐温耐压差性能由70 MPa/177℃提升至105 MPa/204℃。经室内高温高压评价实验,封隔器设计等级、耐温耐压等关键指标满足设计要求。现场DB×井使用改进型193.675 mm CHAMP-Ⅳ封隔器、MJ×井使用改进型127 mm RTTS封隔器,作业期间井下工具工作正常,测试均取得成功,起出检查测试工具完好。改进的APR测试工具为超深高温高压井高质量勘探开发打下了坚实的基础。

基于瞬态温度场的桥塞段温度压力变化规律研究

在工程实际应用中发现,桥塞坐封后,由于地层因素和人为操作,上下端流体的温度和压力会产生变化,使桥塞的坐封失效。其中,二级桥塞受影响失效比例最大。因此,二级桥塞坐封后的段塞区内流体状态参数的获取及相关影响因素的分析对工程应用十分重要,然而国内外学者对注采井筒温度压力场研究颇多,还未涉及针对桥塞坐封方面的温度压力场变化的研究。因此,基于瞬态温度场模型,结合流体状态方程,运用MATLAB软件编程,计算得段塞区温度和压力随时间及井深变化的关系。针对井下5 km处二级桥塞进行计算,设初始温度60℃,结果显示:(1)随着时间推移,井筒回温使段塞区温度升高,压力随之升高,20 h后变化趋势停止,即当井筒温度与地层相等时,温度和压力上升趋势停止;(2)进入稳态后,段塞区深度对其压力及温度有影响,且温度压力随深度的增大而呈正比例增加;(3)进入稳态后,段塞区间隔距离对段塞区温度及压力无影响。计算结果可为工程实际应用提供一定参考价值。

超深超高压裂缝性致密砂岩气藏气井不稳定压力分析

对于超深超高压裂缝性致密砂岩气藏,综合考虑孔缝并存、离散裂缝与连续介质裂缝并存、应力敏感效应及3个物性分区的影响,建立裂缝性致密砂岩气藏气井不稳定压力模型,采用Pedrosa变换、摄动变换、Laplace变换等方法求解模型,通过编程绘制不稳定压力典型曲线;根据不稳定压力典型曲线特征划分流动阶段,对影响因素进行敏感性分析。结果表明:复杂气藏压裂井渗流过程划分14个典型流动阶段;存在应力敏感效应时,导数曲线中后期位置更高;钻遇离散裂缝长度越长,Ⅰ区缝网系统线性流等阶段的导数曲线位置越低;流度比主要影响相应拟径向流和窜流等阶段的压力导数曲线。各区储容比越小,相应窜流阶段压力导数曲线上的凹子越深;各区窜流系数越小,相应窜流阶段压力导数曲线上的凹子出现时间越晚。该结果为超深超高压裂缝性复杂气藏试井解释提供支撑。

基于机器学习的油藏生产监测数据分析与预警方法

对于渗流机理不明确或地质模型不确定性高的非常规油气藏,基于油藏工程和数值模拟法的油藏动态分析误差较大。利用生产监测数据,分析油藏动态,实现数据驱动的监测井网优化和生产动态预测预警。采用K均值法建立生产井聚类算法,实现生产监测数据驱动的监测井网优化;构建卷积神经网络拟合生产监测指标间非线性关系,量化指标的不确定性区间,通过计算小概率事件进行预警。经实际算例验证表明:监测井网优化算法能够有针对性地在特征空间实现聚类,得到最具代表性的井位构成监测井网;指标预测预警方法能够稳健地预测指标不确定性区间,作为预警的依据。该方法为监测井网优化和生产动态预警提供了一种不依赖渗流机理的数据驱动技术,对智能油气田建设有积极作用。

超深含硫探井多封隔器分段改造技术

川西海相雷口坡为埋藏深、高温、高压、高含酸性腐蚀气体的碳酸岩储层,其纵向上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层交叉叠置,储层非均质性强,笼统酸化改造无法达到产能评价目的;多趟管柱逐层测试作业时间长、成本高,无法满足降本增效的要求。为了实现一趟管柱分段改造,兼顾资料求取的目的,针对储层类型特征,通过封隔器及配套工具优选、多封隔器管柱受力分析、超高压施工参数优化设计等手段,形成了一套以“国产机械式+液压式封隔器组合实现分段、APR测试工具实现资料求取”的分段测试管柱及作业技术。该技术在PZ103井经受了155℃高温、112 MPa高压、长达13 h作业,成功实现了储层的有效分段改造,录取到了完整的产能数据,为超深含硫气井分段测试提供了新的思路。

采用Laplace空间源函数方法的复杂离散缝网半解析试井模型

分段压裂水平井的常规试井模型仅考虑主要的水力裂缝,忽略了在压裂过程中产生的大量次级裂缝。为了更准确的描述包括次级裂缝在内的复杂缝网对压力动态的影响,采用源函数方法建立了描述复杂离散裂缝网络的地层压力半解析模型。该模型由地层模型和裂缝模型两部分组成。地层模型将裂缝视为直线源,采用格林函数法累加多条裂缝的影响。裂缝模型将单条裂缝离散化,在每个小单元上使用Laplace空间的条带源函数,在考虑单个裂缝的压力动态时避免了繁琐的累加过程。使用该模型计算了单一裂缝、多条裂缝、复杂缝网三种情况下的压力动态。在单一裂缝情况下,考虑裂缝对称分布和不对称分布两种情况,计算结果与文献中的已有结果基本一致。在多条裂缝和复杂缝网情况下,计算结果显示次级裂缝的存在会使得压力动态偏离典型的双线性流或线性流。与现有模型的对比表明,考虑复杂缝网的模型能够更准确的描述导数曲线早期段。

缝洞型油藏试井模型及其在顺北油田的应用

塔里木盆地顺北油田为缝洞型油藏,裂缝、大尺度溶洞并存,流动机理复杂,常规试井模型无法进行解释。在分析地层渗流、溶洞流体波动、井筒管流耦合的流体流动特征基础上,建立了钻遇溶洞、未钻遇溶洞2种缝洞型油藏试井模型。研究结果表明:缝洞型油井的井底压力响应曲线上可识别出井储、过渡、溶洞1、地层裂缝、溶洞2等流动阶段,而顺北地区油井多洞参与流动的特征较多,主要表现为有明显双洞特征和无明显双洞特征2种曲线类型;通过模型参数反演能够得到溶洞体积、溶洞距离、缝洞体积等参数。对顺北油田1口油井进行分析表明,新模型与实测曲线拟合精度高,拟合率达85%以上,计算的地层参数能够满足工程精度,且符合油藏地质特征。研究成果可用于缝洞型油藏试井资料解释。

深层高压有水气藏动态储量图版拟合计算方法

深层高压有水气藏生产动态规律复杂,常规方法计算气藏动态储量的准确度低.基于水驱气藏物质平衡方程式,建立了地层弹性能与地层压力的幂函数关系.通过引入动态岩石压缩系数、累计水侵量等关键参数的计算方法,形成无量纲压力和无量纲产量的物质平衡方程,进而建立了一套高压气藏动态储量的图版拟合计算方法.定量分析了压缩系数、气藏压力等参数对图版的影响,并通过现场实例验证方法的实用性.研究认为,新分析方法能够有效考虑高压气藏水体入侵的影响,用于准确地评价气藏的动态储量.

修正等时试井方法在大牛地气田的应用

修正等时试井作为适用于致密低渗气藏气井产能试井的方法,以其测试时间短等优点,在国内外气田得到广泛应用。针对大牛地致密低渗气田气井修正等时试井资料分析时,不稳定产能曲线偏离第一不稳定点的现象及修正等时试井理论的不严格性,采用叠加原理,在理论分析的基础上,对修正等时试井资料的现行分析方法进行了剖析;探讨了现行方法的不准确性,定量分析了现行方法的误差;提出了一种改进的修正等时试井资料分析方法。该方法不仅保持了修正等时试井的优点,而且使修正等时试井具有等时试井的功能,即精度高,测试时间短。改进分析方法的精度一般依赖于叠加分析的斜率,因此获得准确的叠加分析斜率是保证正确应用改进分析方法的基础[1]。

基于轻烃分析的复杂储层流体随钻评价新技术

针对渤中西南环古近系储层流体性质随钻评价难度大、多解性强、录井与测井资料响应特征矛盾等问题,在深度研究轻烃录井数据的基础上,建立了基于轻烃敏感参数的含水性分析、井场轻烃碳环优势分析、基于烷烃系列对比的生物降解分析以及基于主成分分析和支持向量机的数学算法等的井场轻烃流体评价方法,并进行了实例应用。评价结果表明:基于轻烃敏感参数的储层含水性图版及烷烃系列对比的生物降解程度解释图版,识别研究区流体性质效果好;井场轻烃碳环优势分析法可用于对比分析油气藏成因及来源,与常规录井方法相比,对多期次充注复杂油气藏流体评价优势明显;基于主成分分析和支持向量机的数学算法的轻烃分析方法评价复杂储层流体性质符合率较高,可达85%左右。该技术方法在研究区应用效果良好,为复杂储层流体随钻评价提供了新的思路,具有较好的应用前景。