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。

砂岩储层无填砂水力裂缝导流能力计算模型

裂缝导流能力主要是通过实验方式获取,只有较少的理论计算模型计算填砂裂缝导流能力,对于未填砂水力裂缝导流能力的理论计算模型几乎没有。为此,根据未填砂水力裂缝闭合后的特点,并结合Carman-Kozeny公式和Walsh模型,建立了砂岩储层无填砂水力裂缝导流能力计算模型;通过考虑颗粒剥离充填,并利用Hardin颗粒破碎模型,建立了考虑颗粒支撑和颗粒破碎情况下的无填砂水力裂缝导流能力计算模型。通过上述模型分别计算了岩石颗粒粒径、闭合应力、颗粒剥离填充水力裂缝情况下,颗粒铺置方式及颗粒破碎对无填砂裂缝导流能力的影响。计算结果表明:储层的岩石颗粒粒径越大,闭合应力越小,无填砂水力裂缝导流能力越高;岩石颗粒剥离填充水力裂缝情况下,颗粒铺置层数越多,无填砂水力裂缝导流能力越大;考虑颗粒破碎情况下,岩石粒径越大,无填砂水力裂缝导流能力下降越明显。上述模型的建立为未填砂水力裂缝导流能力计算提供了依据。

煤层气储层缝网压裂数值模拟分析

针对煤层气储层低孔、低渗及裂缝发育的特征,在储层改造时,需要尽可能地沟通储层,增大储层的泄气面积和煤层气的流通通道。在对我国煤层气储层地质特征及储层压裂缝网形成理论分析的基础上,根据建立的储层缝网压裂模型来分析煤层气储层弹性模量、水平主地应力差及裂缝密度对实现缝网改造的影响。结果表明:煤层气储层弹性模量越大,主、次裂缝延伸长度越长,改造体积越大;水平主地应力差越大,主裂缝延伸长度越长,次裂缝延伸长度越短,不利于缝网的形成;裂缝密度越大,主、次裂缝延伸长度均减小,改造体积越小,但沟通的网络裂缝总长度更大,增大了储层的泄气面积,改造效果更好。通过数值模拟为煤层气储层缝网压裂实现最大缝网改造提供了理论参考依据。