國(guó)內(nèi)外水平井體積壓裂產(chǎn)能影響因素分析

龔知遠(yuǎn)

吐哈油田公司三塘湖采油廠 新疆哈密 839009

國(guó)內(nèi)外水平井體積壓裂產(chǎn)能影響因素分析

龔知遠(yuǎn)

吐哈油田公司三塘湖采油廠 新疆哈密 839009

新型的體積壓裂水平井技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展已經(jīng)推動(dòng)了當(dāng)今石油產(chǎn)業(yè)巨大的變革力。體積壓裂技術(shù)是一項(xiàng)正趨于成熟的技術(shù)，有著非常深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。本文首先分析了復(fù)雜裂縫的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并分析了三維立體模型用于數(shù)據(jù)的過程，同時(shí)對(duì)水平井的體積壓裂的增產(chǎn)能力進(jìn)行了合理的分析，結(jié)合多種數(shù)據(jù)的推斷得出了最后的結(jié)論。為今后石油工作的開展提出了寶貴的意見。

致密油藏；體積壓裂；潛力分析；參數(shù)比較

致密油藏的布置的直井由于巖性致密，滲透率極低，原油流動(dòng)驅(qū)動(dòng)壓力高，導(dǎo)致油井自然產(chǎn)能低，影響油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。而水平井和直井相比具有與油層接觸面積大，井筒壓差小，流動(dòng)阻力小等特殊的優(yōu)點(diǎn)。在同一壓差條件下，水平井與直井的產(chǎn)量相比較，水平井的產(chǎn)量就大得多，一般是直井的4～7倍。因此致密油藏水平井體積壓裂技術(shù)是油田開采當(dāng)中的一項(xiàng)新興技術(shù)，在油田開發(fā)當(dāng)中的角色至關(guān)重要。通過與傳統(tǒng)壓裂技術(shù)截然不同的改造手段對(duì)那些細(xì)小的裂縫進(jìn)行誘導(dǎo)工作，形成復(fù)雜孔隙-裂縫型網(wǎng)絡(luò)體系，利用這種十分復(fù)雜縫洞單元能夠大幅度提高單井產(chǎn)能，并在提高油田的可動(dòng)用儲(chǔ)量上也有一定的貢獻(xiàn)。

目前，對(duì)于油藏的數(shù)據(jù)模擬十分的普遍，而對(duì)于許多的低滲油藏的數(shù)值的模擬工作都是針對(duì)于一種介質(zhì)而進(jìn)行的，并沒有考慮采用雙重的介質(zhì)模型進(jìn)行全面的分析。也有一些個(gè)例，雖然采用了雙重的介質(zhì)進(jìn)行模擬，但是忽略了已經(jīng)改造過的區(qū)域和未曾改造過的區(qū)域也存在著的區(qū)別。這樣的模擬方式對(duì)于實(shí)際的工作不利，筆者便在此提出一種縫網(wǎng)雙重介質(zhì)的處理模型，在雙重介質(zhì)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的補(bǔ)充，并且增加了特別的網(wǎng)格加密技術(shù)對(duì)于人工制造的裂縫和天然存在的裂縫共同存在著的縫網(wǎng)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行加密表征，并且壓裂改造區(qū)的外部也不再是與原來混為一談的介質(zhì)，而是將它區(qū)分開來成為了一種單獨(dú)的介質(zhì)。

1.井縫網(wǎng)中雙重介質(zhì)模型的建立

根據(jù)對(duì)一款油藏?cái)?shù)值的模擬軟件的研究，我們提出了縫網(wǎng)中的雙重介質(zhì)模型。這個(gè)模型的創(chuàng)造過程十分獨(dú)特，它不是自成一體的模型，而是在雙重介質(zhì)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)立的。如上文中提到的，通過網(wǎng)狀加密技術(shù)的作用，模型對(duì)于改造區(qū)域中存在的大大小小的主次裂縫網(wǎng)進(jìn)行了細(xì)致的處理，壓裂改造區(qū)的外部不再是影響模型建立的阻礙，而把它視為一種單重的介質(zhì)。另外，這個(gè)模型的一大優(yōu)勢(shì)，就是能夠?qū)Ρ碚骺p網(wǎng)、天然裂縫的溝通過程和途徑以及更加深入的油的滲流特征進(jìn)行精細(xì)化的描述，此外體積壓裂之后的致密儲(chǔ)層也能夠得到精確具體的描述?？p網(wǎng)雙重介質(zhì)模型是一款非常優(yōu)秀的模型，它能夠準(zhǔn)確地描述天然裂縫和人工裂縫的交錯(cuò)的復(fù)雜程度，也能夠?qū)μ烊涣芽p是否已經(jīng)受到改造，受到改造之后是否處于半開啟的狀態(tài)進(jìn)行模擬。除了這些對(duì)于裂縫的優(yōu)異的處理特性，這種模型可以對(duì)區(qū)域水平最大主應(yīng)力的方向進(jìn)行描述。另外，這種模型的提出對(duì)于體積壓裂后的裂縫與介質(zhì)之間的滲流特征有了思考和顧及。

雙重介質(zhì)模型的特點(diǎn)：

（1）主裂縫與次裂縫之間形成了復(fù)雜的縫網(wǎng)，它們之間的不斷地交織作用，其中絕大多數(shù)的交織形式可以視為正交交織的形式與基質(zhì)的復(fù)合體和裂縫進(jìn)行了深度的融合。

（2）在儲(chǔ)層改造的內(nèi)部使用的仍然是雙重介質(zhì)模型進(jìn)行的模擬，利用這種雙層介質(zhì)模型可以準(zhǔn)確地對(duì)人工裂縫和天然的裂縫進(jìn)行模擬，表現(xiàn)出這兩種裂縫復(fù)雜的交錯(cuò)狀態(tài)。而在未曾進(jìn)行改造的區(qū)域，則不再采用雙重介質(zhì)模型，因?yàn)樵谶@里使用這種模型的效果不是十分出眾。取而代之的是等效介質(zhì)模型，利用這種模型的一大優(yōu)勢(shì)在于對(duì)天然縫隙的開啟或者關(guān)閉的狀態(tài)進(jìn)行模擬。

（3）未改造區(qū)域的塊度系數(shù)一直是一個(gè)困擾模型建立的問題，而在雙重介質(zhì)模型當(dāng)中對(duì)于塊度系數(shù)就有了一定的改變，而塊度系數(shù)的改變必然意味著天然裂縫的開張程度就要隨之等效的降低。

2.水平井體積壓裂產(chǎn)能影響因素分析

2.1 壓裂液性質(zhì)對(duì)于水平壓裂增產(chǎn)的影響

對(duì)于10年的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，在基質(zhì)在水平方向上的滲透率對(duì)于水平井的未壓裂以及對(duì)于水平井的體積壓裂兩個(gè)方面的開發(fā)效果的影響程度進(jìn)行了仔細(xì)的比對(duì)，并且作上圖分析了其中的關(guān)系。根據(jù)比對(duì)的結(jié)果，我們很明顯地發(fā)現(xiàn)了這樣的一個(gè)事實(shí)，對(duì)于水平方向的滲透率較小的油藏體積壓裂對(duì)于它的影響效果十分明顯，增產(chǎn)幅度的變化的程度也是比較巨大的。此外，對(duì)于水平方向的滲透率較高的油藏，水平井體積壓裂的增產(chǎn)效果是比較小的。所以說，在同樣的條件范圍之下，基質(zhì)的滲透率越發(fā)的巨大，體積壓裂的增產(chǎn)效果也就越發(fā)的明顯。

2.2 垂直方向的滲透率

經(jīng)過對(duì)上文模型的測(cè)算，發(fā)現(xiàn)了如下結(jié)論。當(dāng)把水平方向的滲透率固定在一個(gè)恒定的值當(dāng)中時(shí)，基質(zhì)在垂直方向的滲透率越高，體積壓裂在這樣的滲透率之下增產(chǎn)的油量就會(huì)相應(yīng)的降低。這就說明，在垂直方向的滲透率處于一個(gè)較低的水平時(shí)，體積壓裂的增產(chǎn)效果就比較出眾。

從科學(xué)的角度上進(jìn)行分析，在垂直方向上的滲透率比較低的時(shí)候，流體沿著垂直方向的滲透與流入的能力則較弱，這個(gè)時(shí)候如果水平井未壓裂，那么遠(yuǎn)離井筒區(qū)域的那些原油就很難順利的流入到井筒之中，原油不能夠順利地流入井筒之中，那么原油的開采效果就不是十分的理想了。與之相對(duì)的，之所以實(shí)施體積壓裂的效果比較明顯出眾，是因?yàn)檫@時(shí)遠(yuǎn)離井筒區(qū)域的原油不用擔(dān)心它的流向問題，它會(huì)通過那些儲(chǔ)層當(dāng)中能夠從整個(gè)儲(chǔ)層當(dāng)中的貫穿的裂縫當(dāng)中順利地流入到井筒當(dāng)中。

2.3 油藏的形狀和狀態(tài)

油藏的形狀因子，這是一個(gè)新的概念。具體的說就是油藏的長(zhǎng)和寬的比值關(guān)系，在油藏保持一個(gè)恒定的油藏面積的情況之下，形狀因子如果保持一個(gè)比較高的狀態(tài)，那么體積壓裂的累計(jì)產(chǎn)油量就是一個(gè)較高的值。而在水平井段的長(zhǎng)度維持一個(gè)固定的值得情況之下，如果這時(shí)的油藏面積過于的巨大，那么就很難獲得高產(chǎn)出。

3.總結(jié)

體積壓裂的開采技術(shù)受到多種因素的影響，與人們的生產(chǎn)方式也有著很大的關(guān)聯(lián)。通過細(xì)致的數(shù)據(jù)分析在體積滲透率特別小的地層，實(shí)施改造獲得成效也就越高。本文首先提出了雙重介質(zhì)模型并且闡明了雙重介質(zhì)模型的巨大的實(shí)踐意義。通過對(duì)于增產(chǎn)潛力的仔細(xì)研究得出了最后的結(jié)論，我們發(fā)現(xiàn)如果次生裂縫的導(dǎo)流能力比較強(qiáng)，那么體積壓裂技術(shù)在不同滲透壓的條件之下獲得的增加產(chǎn)量的效果也就比較的明顯。

[1]張礦生，王文雄，徐晨，李曉慧，王文東，蘇玉亮．體積壓裂水平井增產(chǎn)潛力及產(chǎn)能影響因素分析[J]．科學(xué)技術(shù)與工程，2013，35：10475-10480．

[2]蘇玉亮，袁彬，李碩軒，古永紅，李紅英，蘇國(guó)輝．盒8致密氣儲(chǔ)層水平井體積壓裂增產(chǎn)影響因素[J]．科技導(dǎo)報(bào)，2013，19：20-25．

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