王波　程占全　張?jiān)h

摘要：低滲透條件下的地下儲(chǔ)層，不采用壓裂增產(chǎn)措施無法實(shí)現(xiàn)油氣資源的有效開采。本文對模擬方法和數(shù)學(xué)模型的建立進(jìn)行分析，并對壓裂之后油井產(chǎn)能影響因素展開探討。

關(guān)鍵詞：水平井;分段壓裂;產(chǎn)能影響因素

隨著鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)步，鉆井作業(yè)的成本也在下降，采用水平井鉆井技術(shù)開發(fā)的油藏變得越來越多，特別是低滲透油藏，可以更好地提高采收率。但是，采用水平井水平段分段壓裂改造，對提高低滲透油藏動(dòng)用率還存在技術(shù)難題，需要深入研究地質(zhì)油藏工程理論，從而可以進(jìn)行科學(xué)合理地布井。對地下儲(chǔ)層的應(yīng)力場進(jìn)行研究，可以處理好水力裂縫開始形成的部位和具備的形態(tài)。對水平井段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以更好對多段裂縫進(jìn)行合理設(shè)置。采用選進(jìn)的分段壓裂施工工藝和工具，可以對分段壓裂進(jìn)行有效控制。對裂縫形態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，可以更好地對多段地層裂縫進(jìn)行準(zhǔn)確地評估。還應(yīng)該進(jìn)一步確定水力裂縫的形態(tài)，深入分析壓裂施工之后的產(chǎn)量影響因素，對壓裂施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，做好單井的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以更好地提高壓裂效果。

1模擬方法和數(shù)學(xué)模型的建立

采用地下油藏?cái)?shù)學(xué)模擬分析軟件，對地層局部網(wǎng)格進(jìn)行加密，采用等連通系數(shù)法來實(shí)現(xiàn)對油藏和地層裂縫網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)行劃分，并選擇對稱單元的辦法來進(jìn)行數(shù)值仿真，可以求解出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。結(jié)合某油田區(qū)發(fā)起人所采用的注采井網(wǎng)，設(shè)計(jì)的水平井區(qū)段長度為400米，并對井段長度、滲透率、裂縫布放位置、裂縫條數(shù)和長度等參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。

2壓后產(chǎn)能影響因素

2.1有效滲透率

低滲透率的油井產(chǎn)量比較低，或者無法形成有效的產(chǎn)能，需要采用壓裂手段來提升油液產(chǎn)量。地下儲(chǔ)層滲透率低的水平井采用壓裂手段進(jìn)行改造之后，具備的產(chǎn)量也不會(huì)太高。

2.2垂直滲透率和水平井滲透率對比

地下儲(chǔ)層中的小夾層會(huì)對垂直滲透率形成不利的影響，采取水平井方式形成的產(chǎn)能受到垂直滲透率和比值因素的影響比較大。如果垂向滲透率小，水平井產(chǎn)量則會(huì)較低。所以，在進(jìn)行壓裂作業(yè)之前，需要選取垂向滲透率比較高的地下儲(chǔ)層，與水平井滲透率比值較小的地層則會(huì)實(shí)現(xiàn)很好的產(chǎn)能，需要形成的更多數(shù)量的人工裂縫。

2.3平面滲透率各向異性

該因素會(huì)對水平井油氣產(chǎn)量和壓裂改造之后的產(chǎn)能形成很大的影響，順著水平井眼方向具備的滲透率越低，相應(yīng)的產(chǎn)能就會(huì)下降，壓裂施工作業(yè)之后也無法達(dá)到理想產(chǎn)能，橫向裂縫可以得到很好地優(yōu)化。所以，水平井的水平區(qū)段需要順著滲透率大的方向進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.4水力裂縫形態(tài)

裂縫具備的形態(tài)會(huì)對壓裂效果產(chǎn)生直接影響，從橫、縱向兩種形態(tài)的裂縫對壓裂作業(yè)之后的產(chǎn)量影響進(jìn)行分析可以看出，地下儲(chǔ)層滲透率如果低于，橫向裂縫壓裂增產(chǎn)的效果比較明顯。如果地下儲(chǔ)層滲透率超過，縱向裂縫壓裂效果比較好。所以，應(yīng)該結(jié)合地下儲(chǔ)層滲透性來對水平井井眼軌跡方向進(jìn)行設(shè)計(jì)，地層物性條件下的需要順著最大地層應(yīng)力方位進(jìn)行布井設(shè)計(jì)，如果地層物性條件不好，需要順著最小地應(yīng)力來進(jìn)行布井。

2.5水力裂縫數(shù)量

水平井壓裂作業(yè)之后形成的每個(gè)水力裂縫，具備的流態(tài)呈現(xiàn)出線性及徑向流共存的復(fù)雜情況，油井投入生產(chǎn)一段時(shí)間以后，一些地層裂縫會(huì)產(chǎn)生相互干擾，從而對每個(gè)裂縫的產(chǎn)量形成影響。在不同的地層裂縫條件下，裂縫數(shù)量對油井產(chǎn)量影響情況進(jìn)行分析可以得知，地層物性的差異對裂縫數(shù)量要求有著很大的不同，物性條件不好的地下儲(chǔ)層需要壓裂形成更多的裂縫，當(dāng)?shù)叵聝?chǔ)層有效滲透率達(dá)到，如果水平區(qū)段的長度為400米，需要形成4條人工裂縫方可以達(dá)到理想的增產(chǎn)效果。

從水平井段具備的長度、裂縫條數(shù)影響下的采油指數(shù)改變情況進(jìn)行分析，如果水平井段變長，可以提高采油指數(shù)，應(yīng)該形成更多的人工裂縫。使水平井段長度變大，就需要投入更多的開發(fā)成本，增加人工裂縫數(shù)量也會(huì)提升分段壓裂作業(yè)的難度，所以，水平井段的長度需要結(jié)合油藏工程相關(guān)理論，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比后再進(jìn)行優(yōu)選。

2.6水力裂縫長度

壓裂作業(yè)施工之后形成的地層裂縫長度會(huì)對后續(xù)的油井產(chǎn)量產(chǎn)生影響，與地層的物性有著直接的關(guān)系，當(dāng)有效滲透率低于情況下，提升人工裂縫長度可以更好地提高油井產(chǎn)量，如果地層滲透率變大，可以進(jìn)行適度的減少裂縫長度，壓裂作業(yè)的規(guī)模也會(huì)相應(yīng)的變小，可以有效地節(jié)省壓裂成本。

2.7水力裂縫具體位置

水平井具備的滲流特點(diǎn)及裂縫相互間產(chǎn)生的干擾，水平區(qū)段內(nèi)的每條人工裂縫對油井產(chǎn)量有著不同的影響。隨著油井投產(chǎn)時(shí)間的變長，外裂縫對改善地層滲流通道發(fā)揮著重要作用，對水平井段進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí)，需要特別對外裂縫進(jìn)行很好地改造，合理設(shè)計(jì)裂縫相互間長度，避免裂紋間干擾對油井產(chǎn)量造成不利影響。

3認(rèn)識(shí)和建議

水平井壓裂改造之后的裂縫形態(tài)是由井筒軸線方位和地應(yīng)力方位決定的，從而生成橫、縱向或者轉(zhuǎn)向等裂縫，對水平井壓裂增產(chǎn)效果產(chǎn)生較大的影響，本文對多種因素進(jìn)行分析可以得知：1）低滲透水平井壓裂后的油井產(chǎn)能，會(huì)受到很多因素的影響，會(huì)受到地層應(yīng)力、滲透率、各向異性等因素的影響，可以控制的因素主要有導(dǎo)流能力、裂縫條數(shù)和形態(tài)等。2）各向異性、地層應(yīng)力和滲透率等因雖然采用人工手段無法進(jìn)行有效控制，如果地層確定之后，上述因素則無法改變。在進(jìn)行水平井布井過程中，對井眼軌跡和方位進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，可以更好地減少對油井產(chǎn)量影響。3）對水平井壓裂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，工程技術(shù)人員需要對裂縫數(shù)量、形態(tài)、長度等因素進(jìn)行分析，可以更好地改善地下裂縫系統(tǒng)，從而更好地對裂縫進(jìn)行設(shè)計(jì)。4）為了提高壓裂增產(chǎn)效果，在對水平井壓裂進(jìn)行選井選層，對壓裂施工方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該選取具備較好滲透性的地下儲(chǔ)層，水平井區(qū)段方向最小地層應(yīng)力方向進(jìn)行布井，壓裂施工之后形成更多數(shù)是的橫向裂縫，對裂縫長度和間距進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

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