亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        致密氣水平井分段多簇壓裂關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)選

        2016-12-20 07:17:55吳百烈周建良曹硯鋒張濱海
        特種油氣藏 2016年4期

        吳百烈,周建良,曹硯鋒,金 衍,張濱海

        (1.中海油研究總院,北京 100028;2.中國石油大學(xué) (北京),北京 102249)

        ?

        致密氣水平井分段多簇壓裂關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)選

        吳百烈1,周建良1,曹硯鋒1,金 衍2,張濱海1

        (1.中海油研究總院,北京 100028;2.中國石油大學(xué) (北京),北京 102249)

        針對致密氣藏壓裂效果差的問題,綜合考慮排量、射孔摩阻、壓裂后生產(chǎn)數(shù)據(jù)等參數(shù),運用彈性力學(xué)方法,建立誘導(dǎo)應(yīng)力計算模型。結(jié)合實際井?dāng)?shù)據(jù),優(yōu)選了簇間距、射孔數(shù)、射孔位置等參數(shù)。結(jié)果表明:簇間距的選取受施工凈壓力與地應(yīng)力差的限制;單段總射孔數(shù)受排量、地應(yīng)力差的影響,單簇射孔數(shù)與簇數(shù)需根據(jù)實際條件調(diào)節(jié);最佳射孔位置為含氣量高、天然裂縫發(fā)育、地應(yīng)力差較低的區(qū)域。該文對致密氣藏現(xiàn)場選取合理射孔參數(shù),提高壓裂效果具有重要指導(dǎo)作用。

        致密氣;分段多簇壓裂;誘導(dǎo)應(yīng)力;簇間距;射孔

        0 引 言

        中國致密氣儲層非均質(zhì)性強,物性差,具有明顯的低孔、低滲特征,自然狀態(tài)下基本無工業(yè)產(chǎn)能[1],水平井分段多簇射孔壓裂[2-4]是開采致密氣的主體手段之一,國內(nèi)外許多學(xué)者進行了針對性的研究。Chaudhary[5]、尹洪軍[6]等以致密儲層為研究對象,采用數(shù)值模擬方法[7-8]研究了水平井橫斷裂縫間距對產(chǎn)量和采收率的影響,認(rèn)為裂縫間距越小,產(chǎn)量和最終采收率越高;Mullen[9]等研究了天然裂縫和射孔對水平井產(chǎn)能的影響,認(rèn)為在天然裂縫聚集區(qū)射孔可使累計產(chǎn)量提高20%以上。運用彈性力學(xué)方法,建立了水平井分段壓裂誘導(dǎo)應(yīng)力場計算模型,提出簇間距確定方法,優(yōu)化射孔數(shù)及優(yōu)選射孔位置方法。該研究對于提高水平井分段多簇射孔效率,合理選取壓裂設(shè)計參數(shù),提高壓裂優(yōu)化設(shè)計水平具有重要理論指導(dǎo)意義。

        1 分段多簇射孔壓裂機理

        分段多簇射孔壓裂形成多條裂縫,彼此之間受應(yīng)力干擾影響,裂縫擴展延伸難度增大,裂縫延伸凈壓力升高[10],使得微裂縫剪切開啟,容易產(chǎn)生分支裂縫或次級裂縫,整體形成復(fù)雜縫網(wǎng),充分改造儲層。在最大、最小水平主應(yīng)力方向存在誘導(dǎo)應(yīng)力差值,當(dāng)誘導(dǎo)應(yīng)力差值大于原始最大、最小水平主應(yīng)力差值時,會形成應(yīng)力反轉(zhuǎn)區(qū)(原來最大水平主應(yīng)力方向變成最小水平主應(yīng)力方向)。在應(yīng)力反轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi),裂縫在延伸過程中會發(fā)生轉(zhuǎn)向,促使復(fù)雜裂縫形成,具有更大的改造體積。分段多簇射孔壓裂一次施工壓開多條裂縫,與常規(guī)分段壓裂相比,可大幅縮短作業(yè)周期,降低作業(yè)成本,提高作業(yè)時效[11]。

        2 關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化

        分段多簇壓裂效果主要受3個關(guān)鍵參數(shù)影響:簇間距、射孔數(shù)、射孔位置。

        2.1 簇間距優(yōu)化

        簇間距對于能否形成高效貫通的裂縫網(wǎng)絡(luò)具有重要影響。簇間距過大,多簇射孔應(yīng)力干擾優(yōu)勢不明顯,不能充分促進裂縫網(wǎng)絡(luò)形成;簇間距過小,受誘導(dǎo)應(yīng)力擠壓影響,容易引起縫寬降低,破裂壓力升高,造成施工困難甚至砂堵。

        采用無限長平板單邊受力模型模擬在縫內(nèi)凈壓力作用下誘導(dǎo)應(yīng)力場分布,依據(jù)彈性力學(xué)理論[12-13],平面上某點誘導(dǎo)應(yīng)力與縫內(nèi)凈壓力、該點與裂縫中心點距離、水力裂縫半長等因素有關(guān)。在x、y方向產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力及二者差值分別為:

        (1)

        (2)

        Δσ誘導(dǎo)=σx誘導(dǎo)-σy誘導(dǎo)

        (3)

        (4)

        式中:σx誘導(dǎo)為x方向誘導(dǎo)應(yīng)力,MPa;σy誘導(dǎo)為y方向誘導(dǎo)應(yīng)力,MPa;Δσ誘導(dǎo)為誘導(dǎo)應(yīng)力差,MPa;Δp為裂縫壁面上的凈壓力,MPa;r1、r2、r3分別為平面任意一點到裂縫前尖端點、中心點、后尖端點的距離,m;L為裂縫半縫長,m;θ1、θ2、θ3為平面任意一點分別與裂縫前尖端點、中心點、后尖端點連線與y軸負(fù)向之間的夾角,°。

        裂縫兩側(cè)具有對稱性,以裂縫右側(cè)為例,為求取區(qū)域內(nèi)任意一點誘導(dǎo)應(yīng)力值,推導(dǎo)并建立各角度(θ1、θ2、θ3)與各距離值(r1、r2、r3)轉(zhuǎn)換關(guān)系(表1)。

        表1 各角度與各距離對應(yīng)關(guān)系

        為方便表述,采用無量綱量表示誘導(dǎo)應(yīng)力與簇間距關(guān)系。定義無因次誘導(dǎo)應(yīng)力值為誘導(dǎo)應(yīng)力值與裂縫凈壓力之比,無因次距離為簇間距與水力裂縫半長之比。圖1給出了在不同原始地應(yīng)力差下所需要的無因次距離。

        當(dāng)誘導(dǎo)應(yīng)力差大于或等于原始最大、最小水平地應(yīng)力差值時,利于實現(xiàn)水力裂縫擴展轉(zhuǎn)向,形成復(fù)雜裂縫,由此可確定最優(yōu)射孔簇間距[14]。由圖1可知,誘導(dǎo)應(yīng)力差曲線在前半段呈上升趨勢,最優(yōu)簇間距隨著原始地應(yīng)力差的增大而增大,但誘導(dǎo)應(yīng)力差存在最大值。實際中,當(dāng)誘導(dǎo)應(yīng)力差不足以抵消原地應(yīng)力差時,水力裂縫延伸不易發(fā)生轉(zhuǎn)向,此時可通過提高排量增大裂縫內(nèi)凈壓力,致使誘導(dǎo)應(yīng)力差增大,以滿足抵消原地應(yīng)力差的要求。現(xiàn)場施工時,也常常在壓裂液中加入暫堵劑,以提高裂縫延伸凈壓力,增大誘導(dǎo)應(yīng)力差,實現(xiàn)裂縫轉(zhuǎn)向延伸。對于圖1,若原始最大、最小水平地應(yīng)力差為4MPa,則最優(yōu)簇間距對應(yīng)的無因次距離為0.43。一般情況下,根據(jù)原始地應(yīng)力條件,通過選擇合理的簇間距促使裂縫轉(zhuǎn)向擴展,增強各簇裂縫彼此間溝通,利于形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò),達(dá)到體積改造目的。

        圖1 不同原始地應(yīng)力差下模擬計算結(jié)果

        2.2 射孔數(shù)優(yōu)化

        受儲層應(yīng)力非均質(zhì)性影響,分段多簇射孔壓裂時,同一壓裂段內(nèi)并非所有孔眼都會吸收壓裂液,為使射孔簇有效開啟并延伸,需要利用射孔摩阻平衡儲層應(yīng)力非均質(zhì)性影響。

        射孔孔眼摩阻計算公式[15]為:

        (5)

        式中:ppf為射孔孔眼摩阻,MPa;Q為施工排量,m3/min;ρf為壓裂液密度,g/cm3;Np為射孔孔眼數(shù),個;df為射孔孔眼直徑,m;Cd為流量系數(shù)。

        假設(shè)壓裂液密度為1.0g/cm3,射孔孔眼直徑為0.01m,流量系數(shù)為0.85,作射孔摩阻與射孔數(shù)關(guān)系曲線,如圖2所示。

        由圖2可知,隨射孔數(shù)的增多,射孔摩阻逐漸減小[16-18]。實際中各射孔簇不會同時開啟,最先開啟的射孔簇要具有很大的孔眼摩阻,以平衡原地應(yīng)力差,因此,每簇射孔數(shù)不能過多。同時也不能過少,導(dǎo)致射孔摩阻大幅增加,致使施工壓力過高。

        圖2 不同施工排量下孔眼摩阻與射孔數(shù)關(guān)系曲線

        對于分段多簇壓裂而言,在一個壓裂段內(nèi),一定排量下應(yīng)保持總的射孔孔眼數(shù)一定,單簇射孔孔眼數(shù)與射孔簇數(shù)可適當(dāng)調(diào)節(jié)??紤]不同射孔位置處應(yīng)力差異,高應(yīng)力區(qū)應(yīng)保持較多射孔,低應(yīng)力區(qū)較少射孔。

        2.3 射孔位置優(yōu)化

        射孔位置的選擇對產(chǎn)量同樣重要[19]。北美致密氣井壓裂后生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,在儲層高應(yīng)力區(qū)域約有1/2的射孔簇對產(chǎn)量沒有貢獻,而在低應(yīng)力區(qū)域30%的射孔簇卻對產(chǎn)量有高達(dá)70%的貢獻。

        分段多簇壓裂應(yīng)選擇“甜點區(qū)”射孔,“甜點區(qū)”特征包括:含氣量高、天然裂縫相對發(fā)育、地應(yīng)力水平低且水平應(yīng)力差較小等[20]?,F(xiàn)場實際中,通過在“甜點區(qū)”布簇射孔,保證壓裂后最大程度地實現(xiàn)各簇裂縫開啟及縫網(wǎng)改造。

        3 現(xiàn)場應(yīng)用

        以大牛地氣田盒1氣層的1口開發(fā)水平井為例,該井壓裂層位垂深為2 461m,巖性主要為巖屑砂巖,物性較好,水平段長為1 200m。設(shè)計分8級壓裂,每級3簇射孔,設(shè)計施工排量為2.5~13.2m3/min,主壓裂施工平均排量為12.0m3/min,設(shè)計壓裂縫長為140m。根據(jù)室內(nèi)巖石聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)結(jié)果,測得層位最大最小水平地應(yīng)力差為4MPa,施工凈壓力為6MPa,由圖1可知,當(dāng)無因次距離取0.43時,對應(yīng)簇間距取值為30.1m,此時誘導(dǎo)應(yīng)力差可抵消原地應(yīng)力差,實現(xiàn)應(yīng)力反轉(zhuǎn),利于裂縫轉(zhuǎn)向。

        考慮儲層非均質(zhì)性與沿水平井筒方向應(yīng)力分布差異,設(shè)計射孔摩阻為2.0~3.0MPa,在平均設(shè)計排量12.00m3/min下,根據(jù)圖2要求單段射孔數(shù)目為32~39個,考慮排量上下波動,設(shè)計單段射孔數(shù)目為36個,對應(yīng)單簇射孔數(shù)目為12個,平均單孔流量為0.28m3/min,此時射孔摩阻為2.3MPa。設(shè)計平均每簇射孔長度為1m,由水平井段長、簇間距、射孔簇數(shù)確定平均段間距為81.5m。

        該井壓裂前用酸液處理孔眼,降低破裂壓力及近井地帶摩阻,前置液采用滑溜水,攜砂液采用瓜膠壓裂液。施工中先采用0.5~2.0m3/min排量測試壓裂45min,停泵40min后重新起泵,主壓裂施工排量為12.0m3/min,油壓為44~50MPa,前置液階段添加段塞,段塞砂濃度為4%~8%,攜砂液階段采用階梯加砂方式,砂濃度為8%~25%,總施工時長為200min,總累計注入液體體積為5 741m3,總加入高強度陶粒為608m3。

        壓裂后,先后采用3、4、5、6、8mm油嘴控制放噴,用20mm孔板求產(chǎn),油壓為5.44~6.37MPa,火焰高為11m,呈橘黃色,試氣平均日產(chǎn)氣量為10.5×104m3/d,后續(xù)跟蹤日產(chǎn)氣量穩(wěn)定在9×104m3/d,分段多簇壓裂效果顯著。

        4 結(jié)論及認(rèn)識

        (1) 水平井分段多簇射孔壓裂是開采致密氣的有效手段,壓裂后在儲層內(nèi)部形成多條主裂縫同時延伸,各主裂縫相互干擾,形成應(yīng)力反轉(zhuǎn)區(qū),引起主裂縫轉(zhuǎn)向延伸并溝通分支裂縫或次級裂縫,形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò),尤其在高脆性、天然微裂縫發(fā)育、水平地應(yīng)力差較小的儲層,這種表現(xiàn)更為明顯。

        (2) 各射孔簇有效開啟是分段多簇射孔壓裂追求的目標(biāo),選取合理的簇間距、射孔數(shù)與射孔位置是保證壓裂效果的關(guān)鍵。當(dāng)排量一定時,簇間距的選取受縫內(nèi)凈壓力、原始地應(yīng)力差限制,合理的簇間距利于各簇裂縫間的彼此溝通;每個壓裂段需要保證一定的總射孔數(shù),射孔簇數(shù)與每簇射孔數(shù)可根據(jù)儲層條件適當(dāng)調(diào)節(jié);射孔位置應(yīng)選取在高含氣量、低地應(yīng)力水平、天然裂縫發(fā)育、水平應(yīng)力差小的“甜點區(qū)”。

        [1] 王歡,廖新維,趙曉亮,等.非常規(guī)油氣藏儲層體積改造模擬技術(shù)研究進展[J].特種油氣藏,2014,21(2):8-14.[2] 吳奇,胥云,王曉泉,等.非常規(guī)油氣藏體積改造技術(shù)——內(nèi)涵、優(yōu)化設(shè)計與實現(xiàn)[J].石油勘探與開發(fā),2012,39(3):252-258.

        [3] 任勇,馮長青,胡相君,等.長慶油田水平井體積壓裂工具發(fā)展淺析[J].中國石油勘探,2015, 20(2):75-81.

        [4] 逄仁德,崔莎莎,尹寶福, 等.鄂爾多斯盆地陸相頁巖氣縫網(wǎng)壓裂技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 中國石油勘探, 2015, 20(6): 66-71.

        [5]CHAUDHARYAS,EHLIG-ECOMIDESC,WATTENBARGERR.Shaleoilproductionperformancefromastimulatedreservoirvolume[C].SPE147596,2011:1-21.[6] 尹洪軍,楊春城,唐鵬飛,等.大慶長垣YP1超長水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計[J].特種油氣藏,2014,21(5):68-71.

        [7] 任殿星,周久寧,田昌炳,等.復(fù)雜逆斷塊油藏地質(zhì)建模及其數(shù)值模擬網(wǎng)格粗化的一種解決方案——以英東一號油藏為例[J]. 中國石油勘探, 2015, 20(6): 29-38.

        [8] 陳祖銀,王用軍,彭達(dá).彈性波波場分離數(shù)值模擬[J].中國石油勘探,2014,19(6):47-53.

        [9]MULLENM,PITCHERJ,HINZD,etal.DoesthepresenceofnaturalfractureshaveanimpactonproductionacasestudyfromtheMiddleBakkenDolomite,NorthDakota[C].SPE135319,2010:1-15.

        [10]CHENGY.Boundaryelementanalysisofthestressdistributionaroundmultiplefractures:implicationsforthespacingofperforationclustersofhydraulicallyfracturedhorizontalwells[C].SPE125769,2009:992-1001.

        [11] 任勇,葉登勝,李劍秋,等.易鉆橋塞射孔聯(lián)作技術(shù)在水平井分段壓裂中的實踐[J].石油鉆采工藝,2013,35(2):90-93.

        [12] 方思冬, 程林松, 李彩云,等. 應(yīng)力敏感油藏多角度裂縫壓裂水平井產(chǎn)量模型[J].東北石油大學(xué)學(xué)報,2015,39(1):87-94.

        [13] 汪道兵, 葛洪魁, 周福建,等. 注入流體誘導(dǎo)應(yīng)力場模擬計算[J].東北石油大學(xué)學(xué)報,2015,39(2):85-93.

        [14] 袁俊亮,鄧金根,張定宇,等.頁巖氣儲層可壓裂性評價技術(shù)[J].石油學(xué)報,2013,34(3):523-527.

        [15]EL-RABAAAM,SHAHSN,LordDL.NewperforationpressurelosscorrelationForlimitedentryfracturingtreatments[C].SPE54533,1999:63-71.

        [16] 雷鑫, 張士誠, 許國慶,等. 射孔對致密砂巖氣藏水力壓裂裂縫起裂與擴展的影響[J].東北石油大學(xué)學(xué)報,2015,39(2):94-101.

        [17] 丁惠姝.喇嘛甸油田二類油層聚驅(qū)油井壓裂效果預(yù)測方法 [J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2013,32(4):76-80.

        [18] 鄒信芳,鞏繼海,胡仲敏,等.松遼盆地北部中淺層壓裂返排液示蹤監(jiān)測技術(shù)[J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2013,32(4):86-89.

        [19]CIOPOLLACL,LOLONEP,DZUBINB.Evaluatingstimulationeffectivenessinunconventionalgasreservoirs[C].SPE124843,2009:1-17.

        [20]KOKJ,etal.Thesignificanceofaccuratewellplacementintheshalegasplays[C].SPE138438,2010:1-7.

        編輯 朱雅楠

        20160127;改回日期:20160512

        國家“973”重大專項“致密儲層人工縫網(wǎng)形成與重復(fù)壓裂改造控制機理”(2015CB250903);中海石油(中國)有限公司科技發(fā)展項目“臨興-神府致密氣壓裂裂縫形態(tài)研究”(2016-KJZC-004)

        吳百烈(1986-),男,工程師,2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè),2014年畢業(yè)于該校油氣井工程專業(yè),獲博士學(xué)位,現(xiàn)主要從事非常規(guī)油氣鉆采方面的研究工作。

        10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.030

        TE

        A

        亚洲国产精品线观看不卡| 人人爽人人爽人人片av| 国产精品无码a∨精品影院| 国产成人美女AV| 久久五月精品中文字幕| 国产精品久久久三级18| 国产麻传媒精品国产av| 中文字幕免费观看视频| 99久久免费中文字幕精品| 国产亚洲精品色婷婷97久久久 | 俺去俺来也在线www色官网| 九九精品无码专区免费| 日本在线一区二区三区四区 | 女人和拘做受全程看视频| 精品日韩国产欧美在线观看| 国产传媒剧情久久久av| 人妻少妇久久中中文字幕| 久久久www成人免费精品| 亚洲日本欧美产综合在线| 白白色青青草视频免费观看| www国产亚洲精品| 在教室伦流澡到高潮hgl视频| 日韩精品视频在线观看免费| 丰满少妇被爽的高潮喷水呻吟| 乱码av麻豆丝袜熟女系列| 免费啪啪视频一区| 中文字幕一区二区三区.| 最新中文字幕一区二区| 日日澡夜夜澡人人高潮| 精品一区二区三区免费爱| 日本久久视频在线观看| 成年站免费网站看v片在线| 亚洲国产成人精品女人久久久| 精品国产一区二区三区久久狼| 久久精品免费中文字幕| 人人妻人人澡人人爽久久av| 久久久久久免费播放一级毛片| 中文字幕人妻互换av| 日本丰满熟妇videossex8k| 国产乱人伦偷精品视频免| 国产一区二区资源在线观看 |