大牛地气田柱塞气举动态模型的研究与应用

柱塞气举动态模型是优选柱塞参数及优化生产制度的基础。根据质量守恒和动量守恒原理,在研究了柱塞和液体段塞的运动特征的基础上,综合考虑了摩阻及液体漏失的影响,建立了多种因素影响下的柱塞和液体段塞运动方程,给出了油套压计算方法,检验了柱塞运行动态模型的可靠性,并优化了新型柱塞参数,经过新柱塞井调试阶段的应用,能够较大程度地提高气井的带液能力。

泥页岩地层破裂压力计算模型研究

准确预测压裂井的破裂压力对水力压裂的成功实施具有重要作用。由于存在水化现象,使得泥页岩的岩石力学性质发生变化,从而使泥页岩地层的破裂压力计算与常规地层的破裂压力计算存在一定的差异,因此,不能简单地把常规地层的破裂压力计算方法应用到泥页岩地层中,需要对泥页岩地层破裂压力计算方法进行深入研究。为此,基于弹性力学和岩石力学相关理论,并考虑水化应力对井筒周围应力场的影响,应用最大张应力准则,建立了考虑水化应力计算破裂压力的简单模型,并用此模型结合2种泥页岩水化应力的方法进行实例计算。结果表明,考虑水化应力后比不考虑这一情况的泥页岩地层的破裂压力更接近实际的地层破裂压力。该计算模型为快速预测地层破裂压力提供了依据。

鄂南浅层压裂裂缝形态探讨

鄂尔多斯盆地南部富县和彬长区块中生界延长组储层埋藏深度浅,压裂裂缝形态复杂,掌握储层人工裂缝形态对鄂南探区勘探开发部署、压裂工艺选择及压裂设计优化具有重要指导意义。通过对岩石力学参数、瞬时停泵压力、储层非均质性和天然裂缝等进行综合分析研究,认为当储层埋深小于500m时,水力压裂裂缝以水平缝为主;当储层埋深大于800m时,水力压裂裂缝以垂直缝为主;当储层埋深介于二者之间时,水平缝和垂直缝均可能形成。

过量顶替液作业下压裂水平气井的产能模拟

为了研究过量顶替液(过顶替)对压裂水平气井压后产能的影响,根据过顶替后裂缝缝口的特征,结合Harrington滤失计算公式,建立了过顶替影响区域的计算模型;根据水力裂缝闭合后的特征,结合Carman-Kozeny和Walsh关于在裂缝粗糙表面作层流流动下的裂缝导流能力模型公式,建立了过顶替影响区域无填砂水力裂缝导流能力的计算模型;根据不稳定渗流模型,结合点源理论及势叠加原理,建立了压裂水平气井压后产能模拟模型。综合上述3个模型建立了过顶替作业下压裂水平气井的产能模拟模型,并进行了实例计算和单因素分析。结果表明:储层岩石颗粒粒径越大、过顶替影响区域裂缝导流能力越强、过顶替液量越小,对产能的影响就越小;过顶替影响区域内裂缝的导流能力对压裂水平气井的压后产量至关重要;过顶替一旦形成,则产量下降程度随着过顶替液量的增加而降低。本次研究所建立的模型为过顶替作业下压裂水平气井的产能影响因素研究提供了思路,对水平井压裂设计优化具有一定的指导作用。