段玉超

摘 要：目前來說，水平井壓裂技術(shù)是開發(fā)低滲透油藏最行之有效的方法。在油田水平井投產(chǎn)中限流法壓裂應(yīng)用比較廣泛，限流法壓裂設(shè)計(jì)中射孔參數(shù)優(yōu)化是關(guān)鍵。本文依據(jù)油田大量研究數(shù)據(jù)和現(xiàn)場措施經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以流量分配原理為依據(jù)計(jì)算出流程分配的模型，控制流體通過射孔參數(shù)不同孔眼流量，根據(jù)裂縫擬三維數(shù)學(xué)模型編制裂縫參數(shù)計(jì)算軟件，計(jì)算得出裂縫參數(shù)，通過分析能夠明確射孔參數(shù)對其的影響;以產(chǎn)能數(shù)學(xué)模型為依據(jù)來分析射孔參數(shù)對產(chǎn)能的影響;同時(shí)，結(jié)合Eclipse模擬軟件，對射孔段數(shù)進(jìn)行了定量優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了水平井壓裂射孔參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)大慶油田項(xiàng)目的資料研究，射孔密度為10孔/m，射孔直徑為1cm，射孔段數(shù)為4獲得更好的發(fā)展成果。

關(guān)鍵詞：水平井壓裂;射孔;優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 引言

在低滲透以及超低滲透率的油氣藏中，儲層巖石致密、孔隙度小，導(dǎo)致裂縫的滲流能力差，僅僅依靠地層原有裂縫無法達(dá)到增產(chǎn)的效果。在常規(guī)壓裂措施后，一般只產(chǎn)生主要裂縫，只有這些裂縫附近的油氣才流進(jìn)裂縫中，較遠(yuǎn)范圍油氣仍無法采出。為了更有效的開發(fā)致密油氣藏，在原有的裂縫基礎(chǔ)上，應(yīng)用限流法壓裂技術(shù)形成裂縫，從而在最大限度上提高儲層的供油氣能力，對于研究區(qū)有重要意義。

水平井技術(shù)作為大慶低滲透油田生產(chǎn)的主要手段，已取得良好的應(yīng)用效果。為了更好地發(fā)揮水平井壓裂和產(chǎn)量增加的作用，水平井壓裂技術(shù)在低滲透油田中發(fā)揮著重要作用。有效的開發(fā)確保是在水平井壓裂射孔方案的研究基礎(chǔ)上。

以流量分布原理依據(jù)，對簡化的水平井射孔模型進(jìn)行建立，計(jì)算了不同射孔參數(shù)下穿過射孔的流體流量。根據(jù)裂縫三維數(shù)學(xué)模型，編制了裂縫參數(shù)計(jì)算軟件，計(jì)算了不同射孔參數(shù)下的裂縫參數(shù)，定性分析了射孔參數(shù)對裂縫參數(shù)的影響。

2 射孔參數(shù)對裂縫參數(shù)的影響研究

影響裂縫參數(shù)的因素很多。以流量分配原理和孔眼摩阻的計(jì)算公式為依據(jù)，采用裂縫計(jì)算軟件計(jì)算和分析射孔數(shù)，射孔密度和射孔孔徑。

2.1 射孔段數(shù)對裂縫參數(shù)影響

2.1.1 射孔段數(shù)是1段的情況下

設(shè)定施工排量Q=5m3/min，孔密：10孔/m，一個(gè)射孔段1m，孔眼直徑d是1cm，5m3/min液體進(jìn)入地層后，每個(gè)孔分配=0.5m3/min，壓裂液密度1*103kg/m3，流量系數(shù)取C=0.56。模擬得到：半縫長113m，縫高為7.962m，最大縫寬3.452mm。

2.1.2 2段射孔段數(shù)的條件下

射孔段流體通過孔眼后流量依次為：

Q1=2.7m3/min，Q2=2.3m3/min

經(jīng)過模擬得到：第一射孔段的半縫長85m，縫高6.7m，最大縫寬2.65mm;第二射孔段的半縫長為83m，縫高為6.5m，最大縫寬2.63mm。

2.1.3 3段射孔段數(shù)的條件下

射孔段流體通過孔眼后流量是：

Q1=1.9m3/min，Q2=1.7m3/min，Q3=1.4m3/min

經(jīng)過模擬得到：第一射孔段的半縫長73m、縫高6.3m、最大縫寬為2.24mm;第二射孔段的半縫長72m、縫高6.2m、最大縫寬2.22mm;第三射孔段的半縫長為71m，縫高為6.1m，最大縫寬為2.2mm。

可見，在孔密和孔眼直徑數(shù)值不變的條件下，射孔段數(shù)的增多，裂縫半縫長、縫高、縫寬均是逐漸減小。

2.2 射孔數(shù)對裂縫參數(shù)的影響

單裂縫情況下，將計(jì)算結(jié)果如下：

隨著射孔孔眼密度的增加，裂縫半縫長、縫高、縫寬三個(gè)要素同時(shí)逐漸增大;縫長增幅較大。

2.3 射孔孔眼直徑對裂縫參數(shù)影響

隨著射孔孔眼直徑的增多，裂縫半縫長、縫高、縫寬三個(gè)要素同時(shí)逐漸增大。

3 射孔參數(shù)對產(chǎn)能的影響研究

將利用產(chǎn)能預(yù)測軟件來主要分析射孔段數(shù)、孔密、孔徑對產(chǎn)能的影響。不同條件參數(shù)輸入軟件中，模擬計(jì)算出不同射孔參數(shù)情況下產(chǎn)油量等參數(shù)。

3.1 射孔段數(shù)（裂縫條數(shù)）對壓裂后產(chǎn)能的影響

可見，當(dāng)射孔孔密10孔/m，孔徑1cm時(shí)，射孔段數(shù)逐漸增多，產(chǎn)量慢慢增大，但增幅逐漸變緩。

3.2 孔密對壓裂后產(chǎn)能的影響

可見，當(dāng)射孔段數(shù)1段（一條裂縫），孔徑1cm時(shí)，射孔密度的增加，其產(chǎn)量慢慢增加，不同射孔密度在生產(chǎn)初期產(chǎn)量差變化大，生產(chǎn)后期，產(chǎn)量差變小。

3.3 射孔孔眼直徑對壓裂后產(chǎn)能的影響

可見，當(dāng)射孔段數(shù)1段（一條裂縫），孔密10孔/m時(shí)，孔眼直徑增加產(chǎn)量緩慢上升，所以射孔時(shí)孔眼直徑不能太大，其大小在1cm左右即可。

4 結(jié)論

①裂縫半縫長、縫高、縫寬隨孔眼密度與直徑增加而增加;縫長增幅大，但孔徑影響相對比較小;②通過射孔段數(shù)與產(chǎn)量成正比，增幅變緩;建議射孔孔段3-4段比較好;③通過射孔密度與產(chǎn)量正比，增幅變緩;建議射孔孔眼取10-12孔/m比較好;④孔孔眼直徑的增加，產(chǎn)量緩慢上升，建議射孔孔眼直徑大小在1cm左右。

參考文獻(xiàn)：

[1]張士誠，王世貴，張國良，等.限流法壓裂射孔方案優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].石油鉆采工藝，2000，22（2）：60-63.

[2]謝建華，趙恩遠(yuǎn)，李平.大慶油田水平井多段壓裂技術(shù)[J].石油鉆采工藝，1998，20（4）：72-75.

[3]陳作，王振鐸，曾華國，等.水平井分段壓裂工藝技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].天然氣工業(yè)，2007，27（9）：78-80.

[4]郭建春，楊立君，趙金洲等.壓裂過程中孔眼摩阻計(jì)算的改進(jìn)模型及應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2005，25（5）：69-71.

[5]周艦.大牛地氣田壓裂水平井合理動(dòng)態(tài)配產(chǎn)優(yōu)化研究[J].石油化工應(yīng)用，2019，38（05）：27-34.

[6]張傳緒，苗國晶，王忠凱，張井龍.水平井壓裂工藝參數(shù)與產(chǎn)能關(guān)系研究與認(rèn)識[J].石油石化節(jié)能，2019，9（05）：8-10+14+62.