多层致密油气藏分层压裂井裂缝非均匀导流能力试井分析方法

压裂直井和多级压裂水平井是致密油气藏目前研究的主要井型,鲜有研究多层致密油气藏分层压裂井合采时非均匀导流能力裂缝参数解释问题。针对多层致密油气藏分层压裂工艺,摒弃致密储层传统压裂缝导流能力均匀的假设,考虑分层压裂缝扩展差异性引起的压裂缝导流能力不均匀现象,通过Laplace空间变换、Duhamel叠加原理和Stehfest数值反演方法,建立了具有非均匀导流能力压裂缝的多层致密油气藏分层压裂试井分析模型,研制了识别多层致密油气藏分层压裂井流动特征的试井分析图版,分析了井筒储集系数、裂缝表皮系数、压裂缝导流能力分布特征、储层物性等对油气渗流规律的影响。结果表明:多层致密油气藏分层压裂储层的油气渗流可分为5个阶段,早期流动阶段受井筒储集系数和裂缝表皮系数影响,中期流动阶段受压裂缝长度及导流能力控制;在相同生产压差下,增大各层压裂缝长度和导流能力有利于提高油气井产量;忽略压裂缝导流能力和压裂缝扩展的非均匀现象,将低估压裂缝区域压力损耗、高估压裂生产井早期产能。通过实例井试井解释,获取了各层裂缝参数。

基于机器学习的海上多层砂岩油藏精细注水开发实践

针对海上多层水驱砂岩油田作业成本高、小层测试数据少所导致的产、吸状况不清的问题,提出一种可同时学习多种井况条件的小层产、吸剖面预测模型。首先综合考虑影响小层产、吸状况的静态地质条件和动态开发特征,筛选并构造出主控因素,建立样本数据库。然后构建了巧妙的循环将神经网络算法和智能优化算法进行融合,内层循环以反向传播(back propagation,BP)神经网络为模型框架,遍历所有井样本,实现多维主控因素与产、吸剖面的机器学习;中层循环以量子进化算法为优化手段,实现神经网络内部权重和阈值自动优化;外层循环以测试误差为控制条件,保证模型的可靠性与最优化。最后将产、吸剖面预测模型应用于渤海P油田,分别对73口油井和84口水井的样本数据进行交叉验证,结果表明模型的平均测试误差仅为6.60%、4.36%。示例井组经分层调配等措施的综合治理之后,实现了井组日增油63 m^(3)/d,综合含水率下降6%。该研究成果对老油田的精细注水和优化调整具有一定的指导意义。

用原油色谱指纹技术确定混采油井分层产能贡献

混采油井分层产能的确定一般是通过生产测井或地层测试 ,但所需时间长 ,费用高。地球化学提供一种简便、经济、快速的确定分层产能技术 ,它是根据单层原油与混合原油的色谱指纹特征 ,配合室内不同比例人工配方实验 ,求得分层产能贡献。研究表明 ,实际配方与原油指纹计算的结果误差较小 ,两层的误差为 5%左右 ,3层的误差小于 7.0 % ,与生产测井的结果也较吻合 ,因此可用来计算混采油井的分层产能贡献 ,监测油层的工作情况。图 2表 2参 4(陈世加摘 )

苏里格气田致密砂岩气藏多层分压开采面临的难题及对策

鄂尔多斯盆地苏里格气田发育二叠系山西组、石盒子组等多套含气层系,具有“一井多层、单层低产、横向非均质性强、渗透率低、压力低、丰度低”等特征,是典型的致密砂岩气藏。虽然历经多年的勘探开发,对该气田的地质认识不断深化,工艺技术创新发展和技术思路不断完善推动了该气田的规模上产,但随着勘探开发工作的持续推进,储层条件更加复杂,对多层分压开采技术提效降本提出了新的挑战。为此,在回顾总结苏里格气田多层连续分压开采技术发展历程的基础上,首先分析总结了攻关取得的认识与启示,认为目前已形成的机械封隔器分压和套管滑套分压两套主体分压技术是经济有效开发该气田的关键技术,压裂作业效率提高1倍以上,应用效果良好。进而把该气田开发面临的技术挑战归纳为“多层动用不充分、钻采工艺不满足气井全生命周期效益开发需要、分压工艺难以兼顾上古生界与下古生界气藏叠合开发需要”。最后结合苏里格气田的开发形势,探讨了解决上述难题的对策以及气藏多层分压开采技术的发展方向:①加强与井网匹配研究,提高储量动用程度及最终采收率;②优选改造层位,优化分压技术,提升多层动用开发效益;③系统优化钻采工艺技术,建立全生命周期小井眼提效降本新模式;④攻关适应于上、下古生界储层分压合求技术,以满足上、下古生界气藏叠合开发的需求。

合采井层间干扰现象数学模拟研究

海上油田多为大段合采,层间干扰现象较为严重,为了正确评价这一现象,基于渗流力学理论,建立了考虑层数、厚度、渗透率、孔隙度、黏度、地层压力、供给半径和相渗数据等因素的层间干扰评价数学模型,模型考虑了层间非均质性、启动压力梯度、井筒连通、以及液量转移4个方面的层间干扰机理。利用数学模型,计算了实际井合采时的各层产能和全井产能、分采时的各层产能和全井产能以及层间干扰系数,对合采和分采条件下的产能进行分析。研究结果表明,渗透率级差、测试工作制度、所处含水阶段、静压及其他,对层间干扰的贡献比例分别为50%、25%、15%、10%。层间干扰主要受层间非均质性的控制,在进行层系组合时,若渗透率级差小于4,则可保证层间干扰系数小于0.6;若渗透率级差小于10,则可保证层间干扰系数小于0.6。

基于生产测井的多层试井解释技术

致密砂岩气井为了获得工业产气量,常常采取多层分压合采措施,常规试井解释由于采用平均化的单层试井解释模型,容易造成解释结果无法反映各个产层的真实信息。为此,基于鄂尔多斯盆地致密砂岩气田某井4个产层分层压裂后开展的268 h的压降测试、468 h的压力恢复测试和生产测井数据,采用单层试井解释模型和多层试井解释模型分别对其进行解释,其中多层试井解释模型结合生产测井解释成果引入分层产量数据作为新增约束条件,对多层合采气井进行精细试井解释。结果表明:(1)3种单层试井解释模型均等同于将该井4个层位的参数平均化,各项指标均拟合较好,反映了单层试井解释模型具有多解性;(2)多层试井解释录入各层储层物性参数,并引入分层产量作为拟合约束条件,其压力及压力导数双对数曲线拟合、单对数曲线拟合、压力史拟合和分层产量拟合均较好,能够获得各层的表皮系数、裂缝半长、渗透率及边界等数据。结论认为,采用多层试井解释模型降低了合采气井试井解释结果的多解性,定量评价了各储层的参数,为类似储层的针对性措施和动态描述提供了参考。

两层分层同采工艺管柱的研制

针对非均质、多油层油藏采用常规的合采工艺层间干扰严重的问题,研制了两层分层同采工艺管柱。这种工艺管柱可根据不同的工艺要求,将管柱设计为分采混出工艺管柱和分采分出工艺管柱,并为关键部件配套研制了分采混出泵、分采分出泵和低坐封力封隔器。现场应用表明,采用该工艺管柱后增油效果明显,实现了两层同采,避免了层间干扰,取得较好应用效果。

苏里格气田加砂压裂优化技术

苏里格气田以其巨大的储量以及"低渗、低压、低丰度、低产"四低的特征举世瞩目,经过4年来的探索与实践,已经形成了规模性的开发模式,水力压裂则是气井投产必须的重要措施。用裂缝延伸净压力拟合的方法获取裂缝参数,在产能拟合的基础上进行单井产能分析和预测,以地层岩石力学参数为基础并在考虑井口安全条件的基础上发展了独特的分层压裂工艺,利用低伤害发泡型N2增能压裂液解决了气井返排困难的问题,降低了储层伤害。该技术在苏里格气田苏5、桃7区块中的应用已超过300口井,平均无阻流量18.37×104m3/d,无阻流量大于100×104m3/d的井13口,单井最高无阻流量131.62×104m3/d,气田增产效果显著。

苏14井区多薄层分层压裂改造技术研究

针对苏14井区储层低压、低渗、非均质性强的地质特点,开发先导性试验中大规模压裂沟通砂体效果不明显,增产效果不显著,以及80%以上的井钻遇盒8上、盒8下和山1等多层的实际,采用分层压裂沟通多个储层、合层开采提高储层储量纵向的动用程度,达到了提高单井产量,实现经济有效开发的目的。

多层合采气藏分层储量动用特征及判定方法

针对多层气藏合采过程中分层产气量差异大、储量动用不均衡的问题,运用物理实验和数值模拟相结合的方法,系统、定量地研究了层间非均质性和压力系统差异对分层产气量和储量动用的影响,提出储量动用均衡性的界定方法,即分层累计产气量贡献率比值小于3∶2为储量动用较均衡;分层累计产气量贡献率比值大于3∶2而小于3∶1为储量动用欠均衡;分层累计产气量贡献率比值大于3∶1储量动用不均衡。以此为依据,获得了多层气藏气井分层储量动用判定方法及判断图版。实例分析表明,利用此方法可在开发方案决策前对层间分层产气量贡献和储量动用均衡性进行评估,为气藏储量动用评价提供技术支持。

潘庄煤层气井分压合采技术及其应用分析

为了查明潘庄煤层气分压合采井的主控因素和适用条件,选用了潘庄区块生产达五年以上的分压合采井为研究对象,通过对储层地质特征、水力压裂施工参数和排采数据的整理分析,探讨了分压合采井成功实施的地质和工程因素。研究结果表明,煤层气合采井成功的关键是压裂裂缝在煤层中充分扩展,控制裂缝的缝高,避免煤层与顶底板含水层在近井地带发生水力联系;各煤层的原始储层压力、临界解吸压力相匹配时或相差不大时,通过坚持"连续、缓慢、稳定"的排采方针,合层排采会取得成功。

Y241型封隔器分压管柱可靠性分析

水力锚砂卡是造成长庆气田采用Y241型封隔器分压合采管柱起钻成功率偏低的主要原因之一。针对这一问题,在去掉Y241型封隔器分压合采管柱下封隔器水力锚的基础上,对管柱进行了可靠性分析,为优化Y241型封隔器分压合采管柱结构提供了理论依据。

延川南地区2号和10号煤层分压合采的可行性研究

鄂尔多斯延川南地区发育低渗、多层煤层气藏,主力煤层为2号和10号煤层,分层压裂合排采气(以下简称分压合采)是制定开发规划时的首选方案之一。基于延川南地区煤层气井的实际生产资料,并结合煤层气井的产气特点,论述了延川南地区2号和10号煤层分压合采的影响因素及可行性,研究认为,煤层压力与压力梯度、解吸能力、层间距、上下围岩岩石性质、水文地质条件、原始渗透率及压裂后渗透率等是分压合采提高煤层气井产能的控制条件。最终,提出了该地区2号和10号煤层分压合采适合基本地质条件,优选了有利区域。

大庆长垣特高含水期表外储层独立开发方法

物性和含油性差的表外储层已经成为大庆长垣特高含水阶段水驱挖潜的主要对象,然而常规的井网加密、分层注水等方法开发效果较差。为此,结合表外储层发育特征和分层压裂工艺,提出了表外储层独立开发方法。根据油水井射孔层位和表内、表外储层空间分布特征,设计了"以水定油"和"以油定水"两种独立开发模式,采用多层人造浇铸岩心开展了水驱物理模拟实验,比较了两种模式的采出程度随注入量的变化特征,推导了考虑启动压力梯度和浅层水平压裂裂缝的分层压裂直井产能公式,计算分析了表外储层独立开发的技术政策界限。研究表明:长垣表外储层独立开发"以油定水"模式优于"以水定油"模式,技术极限井距和经济极限厚度分别为228 m和2 m左右。随着表外储层厚度占总射孔厚度比例的增大,采收率先下降后保持平稳,最后又快速上升。矿场应用表明:表外储层独立开发平均单井日产油量3.7 t,开发效果明显优于三次加密。

分层合采油井产能分析

在生产中两层合采时的产量有时远低于两层分采的产量之和等有悖于人们的直观想象。研究层状油藏的不定常渗流特征有可能对某些工程问题作出切合实际的分析和解释，有助于选择合理的生产压差。给出了ｎ层无穷延伸平面均质油藏层间元窜流、各层初始压力或相等或不相等情形下油井井壁压力、各层层面流量的计算公式和计算方法。通过一个两层油藏的算例，采用Ｓｔｅｈｆｅｓｔ数值反演方法分别计算了油井定产和定压条件下储层层面流量的变化，给出了算例条件下各层初始压力不相等时“倒灌”量的变化曲线图。

一套井网分注合采采油工艺技术可行性研究

大庆外围油田部分地区存在着葡萄花和扶余油层的叠加含油区，这两类油层埋藏深度、地层压力、渗透率存在较大差异，储量丰度低，各自单独作为一套层系开发经济效益不明显，但叠加起来储量丰度增加，合采具有明显的效益。若采用简单的合层开采工艺，油水井层间干扰大，影响开发效果。大庆油田经过近四年的试验、研究，形成了一套长跨距油层的分注、合采采油工艺技术，基本解决了层间跨距大、油层物性和产能差异较大的油层的合采工艺，提高了外围低渗透油田的开发效果。

特低渗透油井层间干扰分析

在特低渗透油藏压裂井产能预测模型的基础上,建立了两层油藏油井合采和单采的向井流动态预测模型,考察层间距、地层压力和含水率等3个参数变化对产量的影响。结果表明:层间距、含水率以及地层压力3个因素对产量增加量都存在影响,其中影响程度最大的是地层压力,在所研究的地层渗透率和地层压力范围内,层间距在400m以内的储层都不需要采用分层开采的方式。

分层压裂合采工艺应用研究

对于多层系复合气藏 ,为提高单井产能 ,可采用分层压裂合采工艺。通过对该工艺的管柱结构及有关技术参数的详细介绍 ,提供了对于同压力系统的相邻气层采用一次管柱进行分层压裂合采工艺。应用实例说明该工艺工具简单、通用性好 ,克服了以往工艺技术存在的施工次数多。

苏里格气田加砂压裂优化技术研究

苏里格气田以其巨大的储量以及"低渗、低压、低丰度、低产"四低的特征举世瞩目,经过四年来的探索与实践,已经形成了规模性的开发模式,水力压裂则是气井投产必须的重要措施。文章介绍了苏里格气田的地质概况,用裂缝延伸净压力拟合的方法获取裂缝参数,在产能拟合的基础上进行单井产能分析和预测,以地层岩石力学参数为基础并在考虑井口安全条件的基础上发展了独特的分层压裂工艺,利用低伤害发泡型N2增能压裂液解决了气井返排困难的难题,降低了储层伤害。该技术在苏里格气田苏5、桃7区块中的应用已超过300口井,获得平均无阻流量19.37×104m3/d,大于100×104m3/d无阻流量的井13口,单井最高无阻流量131.62×104m3/d,气田增产效果显著。

不动管柱分层压裂技术在低渗气田中的应用

针对川西中浅层气藏低渗低孔,纵向上多层系、多砂体叠置等特点,研发了多封隔器不动管柱多层分层压裂工艺,配套了低密度钢球开喷砂滑套及井口捕球工艺。不动管柱多层分层压裂工艺可一次性完成三层甚至四层分层压裂,配套低密度球及捕球工艺,可以大大减少因钢球滞留在井内对产量和后期作业的影响。该技术应用于三层或四层分压13井次,平均单井加砂规模为92.5m3,低密度球捕获率为72.4%,压前平均无阻流量为0.35×104m3/d,压后测试无阻流量为11.67×104m3/d。