第3章水平井开发井网产能及影响因素分析3.1井网产能研究 油藏渗透率越低，井网对开发效果的影响越大，井网的优化部署在整个方案设计中也越关键。低渗透油藏由于储层物性差、天然裂缝发育、非均质性强等特征，而且往往又需要压裂改造后才能进行投产，在注水开发过程中常常出现注水见效慢或者方向性见水快等难题。并且当采用水平井开发低渗透油藏时，这一矛盾更为突出。因此，合理的注采井网是利用水平井经济高效开采低渗透油藏的基础保证。 经过近30年的探索和实践，对于低渗透油藏直井的井网形式和合理井排拒的选择基本有了明确的认识。而对于水平井井网形式，目前仍处于理论研究和开发试验阶段，尽管国内外学者曾通过物理模拟、油藏工程方法和数值模拟等手段对此进行了大量的研究，但尚未形成统一的认识。 3.1.1水平井面积井网产能计算公式 3.1.1.1求解思想 1.渗流场劈分原理 以水平井—直井五点混合井网为例进行说明。从图3-139可以看出，可以将整个面积井网单元的渗流场劈分为3个子渗流场：直井周围的平面径向渗流场、远离水平井地带的椭圆柱体渗流场和近水平井筒附近的椭球渗流场。不考虑渗流场交界面的形状，只记交界面的压力：径向渗流场与水平井远部椭圆柱渗流场交界面处压力为pr，水平井远部椭圆柱渗流场与近井筒椭球渗流场交界面处压力为pj。 图3-139 五点法面积井网单元渗流场简化俯视图
2. 考虑启动压力梯度和压敏效应的直井径向渗流产能公式 考虑启动压力梯度和压敏效应的平面径向渗流控制方程： 1 r ? r ρK μ ?ρ?G =0 （3-195） 记拟压力函数为： m p =exp α p ?p i =μ 0ρ0κ ? ρK μ （3-196） 若令 ξ= dm dr ?αGm （3-198） 则式（3-197）可以化简为 r d ξdr +ξ=0 （3-199） 方程（3-199）的解为： ξ=c 1r （3-200） 由式（3-200）和式（3-198）得到： dm dr ?αGm ? c 1r =0 （3-201） 设 ζ=mexp ?αGr （3-202） 则方程（3-201）变为： d ζdr ? c 1r exp ?αGr =0 （3-203） 求解方程（3-203）得到： ζ=c 1? exp ?αGr r r r e dr +c 2 （3-204） 即 m =exp ? αGr ? c 1? exp ?αGr r r r e dr +c 2 （3-205） 因此，压力分布方程为 p =p i +1α?ln exp αGr ? c 1? exp ?αGr r r r e dr +c 2 （3-206） 通过内外定压边界条件p=p i （r=r e ）和p=p w （r=r w ），可以确定常数c 1和c 2， c 1= exp ?α p i ?p w +Gr w ?exp ?αGr e exp ?αGr r w r e dr 或c 1= exp ?α p i ?p w +Gr w ?exp ?αGr e ?E i ?αGr e +E i ?αGr w （3-207） c 2=exp ?αGr e （3-208） 因此，一维径向非线性稳态渗流的压力分布公式为： p =p i +Gr +1 α? c 1? ?E i ?αGr e +E i ?αGr +c i （3-209）
第一章绪论 1.1水平井钻井技术发展概况 1863年，瑞士工程师首先提出钻水平井的建议； 1870年，俄国工程师在勃良斯克市钻成井斜角达60°的井； 瑞典和美国研制出测量井眼空间位置的仪器，1888年俄国也设计出了测斜仪器； 1929年，美国国加利福尼亚州钻成了几米长的水平分支井筒； 30年代，美国开始用挠性钻具组合在垂直井内钻曲率半径小的水平井分支井眼； 1954年苏联钻成第一口水平位移； 1964年—1965年我国钻成两口水平井，磨—3井、巴—24井； 自来80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的 发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。我国水平井钻井在90年代以来也取得 了很大发展，胜利油田已完成各种类型水平井百余口，水平井钻井水平和速度不断提高。 1.2 水平井的定义 所谓水平井，是这样一种定向井，其最大井斜度达到90°左右(一般大于85°就叫水平井)，且在目的层内维持一定长度的水平的或近水平井段。 八十年代以来水平井钻井技术的不断成熟主要归功于整个定向钻井技术，它是定向钻井技术发展的重大进步。在地质应用方面, 对层状储层、致密含气砂岩层、透镜状储层、低渗 透储层、水驱储层、气顶驱储层、重力驱储层、垂直裂缝性储层、双重孔隙储层、双重渗透性储层、薄层以及流体排泄不畅的所有地层, 用水平井开采均有优势。在开发方面, 水平 井的开发优势是通过优化完井技术取得的, 水平井可提高储层的钻遇厚度及其井眼连通面积, 降低井底压差, 控制流体流人井底的速度, 从而防止地层砂运移、油气窜层、水气锥进、油管中流体承载等。在强化采油阶段, 还能增加流体注人速度, 更均匀地驱油。降低聚合物分解的风险。水平井有许多领域中的应用是直井无可比拟的。 1.3 水平井的分类及其特点 目前，根据水平段特性和功能可分为：阶梯水平井，分支水平井，鱼骨状水平井，多底水平井，双水平井，长水平段水平井等。 根据造斜井段的曲率半径，水平井可以分为四种类型：长半径、中半径、短半径水平井（见图1-1）和超短半径水平井。
收稿日期：20110115；改回日期：20110415 基金项目：“973”项目“高效天然气藏形成分布规律与凝析、低效气藏经济开发的基础研究”（2001－CB －209－100）；黑龙江省科技攻关项目 “水平井产能设计及指标预测方法研究” （GZ05A301）作者简介：孙娜（1983－），女，助理工程师，2006年毕业于大庆石油学院工商管理专业，2009年毕业于大庆石油学院油气田开发工程专业，获硕士学位，现 从事油气田开发方面工作。 文章编号：1006－6535（2011）05－0096－04 低渗气藏水平井产能影响因素敏感性分析 孙 娜 （中油吉林油田公司，吉林 松原138003） 摘要：为了提高吉林油田水平井开发深层天然气的产能和经济效益，研究了低渗透率气藏水平井产能影响因素。所考虑的影响因素包括储层渗透率、 储层厚度、水平段长度、纵向位置、表皮系数、压裂裂缝条数。研究表明：在相同渗透率下，随着水平井段长度、气层厚度和压裂缝条数的增加，水平井采气指数增加，而且三者对水平井采气指数的影响显著；水平井采气指数随表皮系数的增加而降低幅度逐渐减缓；纵向位置影响甚微；水平井采气指数随着储层渗透率的增大而逐渐增大。 关键词：低渗气藏；水平井；产能；影响因素；吉林油田中图分类号：TE319 文献标识码：A 引言 影响气藏水平井产能的主要因素包含储层厚 度、水平段长度、水平井在油藏中的位置、钻井液与完井表皮效应、压裂、酸化等，不同原因对产能的影响各异 ［1－7］ 。结合X 气藏实际，采用综合考虑储 层非均质性的数值模拟技术研究气藏水平井产能的影响因素 ［8－10］ ，为今后X 气藏水平井开发提供 科学理论依据。 1X 气藏概况 X 气田是低压、低丰度、低渗、非均质性强的复 杂岩性气藏。X 气田为河流相沉积， 2套含气层系之间无明显隔层，属于无边底水、同岩性干气气藏，为同一温度、压力系统。据完钻井统计，目的层段平均钻遇有效厚度为13.93m ，气层单层厚度薄，储量丰度低，不适合分层系开发，因此采用一套层系开发。气藏驱动类型为定容弹性驱动，因此开发方式采用天然能量衰竭式降压开采。 根据X 气藏水平井设计井位，对储层渗透率、储层厚度、水平段长度、表皮系数、压裂裂缝条数进行敏感性分析。数值模拟中用到的参数取值见表1。 2产能影响因素敏感性分析 2.1 气层厚度 图1为储层其他参数不变、改变储层厚度和渗透率引起的气井产能的变化情况。可以看出，水平井采气指数与气层厚度几乎呈现线性变化，水平井采气指数随气层厚度的增加而增加。对于气藏渗透率来说，随着气层厚度的增加，气藏渗透率对水平井采气指数的影响越明显。
5.3.完井设计的基本理论 5.3.1.完井方式 5.3.1.1射孔完井方式 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下面层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水、气顶和夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，而后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上，尾管 50，再对尾管注水泥固井，最后射孔。尾管射和技术套管的重合段一般不小于m 孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固。因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、欠平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。此外这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥的用量，从而降低完井成本。目前较深的油，气井大多采用此方法完井。 图5.2 套管射孔完井图5.3 尾管射孔完井 5.3.1.2裸眼完井方式
裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，因而油层具有最大的渗流面积。这种井称为水动力学完善井，其产能较高。裸眼完井虽然完善程度高，但使用局限性很大，例如：不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；无法进行选择性酸化和压裂等。 5.3.1.3割缝衬管完井方式 割缝衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管悬挂在技术套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝流入井筒。这种完井方式油层不会遭受固井水泥浆的损害，可以采用与油层相配伍的钻井液或其它保护油层的钻井技术钻开油层，当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或更换。 5.3.1.4砾石充填完井方式 它是先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。砾石充填完井一般都使用不锈钢绕丝筛管而不用割缝衬管。
1郭宝玺 当 1.8 π ≥时，得到水平井产量： 3 ()1.84210 h i w sse k h p p q B F μ--= ?? 边水油藏 2 22231ln( )(1sin ]()22 23e w w h w w sse v r r z k z z h F L h h L k h h ππ=+ - + --+ 2 Joshi 公式 2() [ln( ln ] 2(1) h i w w k h p p q a h h B L L r πββμπβ-= ++ + 边水油藏 2() 0.52w k h p p q L L r π-= 无边底水油藏 a = 10.5/ ) a = β= 3 黄延章 2() 2ln i w i w e e w w kh p p p p kLh q R R r r πμ μ--= + ? - ?
4 Borisov 2() 4[ln ln ] 2i w e w kh p p q r h h B L L r πμπ-= + (,e L r L h < ) 5 Giger 2() /22e w kh p p q L r L r ππ-= (,e L r L h < ) 6 Babu 公式 [ln ln 0.75] H R w q A B C S r μ= +-+ 拟稳态流动 2 00 1801 ln 6.28 ()]ln(sin )0.5 1.0883o H x x z C a a h h =-+--- R S --井穿透系数，当L b <时，0R S >；当0L =时，0R S = R p --泄油体内平均压力；A --泄油面积
水平井产能预测方法及动态分析中石化胜利油田分公司地质科学研究院
2006年12月 水平井产能预测方法及动态分析 编写人：吕广忠 参加人：郭迎春牛祥玉 审核人：周英杰 复审人：李振泉
中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 2006年12月 目录 第一章水平井产能预测方法研究 (1) 第一节水平井产能预测概况 (1) 一、国外水平井产能预测概况 (2) 二、国内水平井产能预测概况 (4) 第二节不同油藏类型水平井产能预测 (5) 一、封闭外边界油藏水平井产能分析理论 (6) 二、其它边界油藏水平井产能 (12) 三、应用实例 (12) 第三节不同完井方式情况下水平井产能预测方法 (15) 一、理想裸眼水平井天然产能计算模型的选择 (15) 二、射孔完井方式的产能预测模型 (16) 三、管内下绕丝筛管完井方式的水平井产能预测 (19) 四、管内井下砾石充填完井方式的水平井产能预测 (19) 五、套管内金属纤维筛管完井方式的水平井产能预测 (21) 六、实例计算 (22) 第四节考虑摩阻的水平井产能预测研究 (23) 一、水平井筒流动特点 (23) 二、考虑地层和井筒耦合的水平井段内的压力产量分析 (23) 第五节多分支水平井产能预测 (31) 一、多分支水平井研究现状 (31) 二、N分支水平井（理想裸眼完井）的产能预测 (34) 三、N分支水平井（任意完井方式）的产能预测 (34) 第二章水平井动态分析 (36) 一、压力分布及渗流特征 (36)
二、水平井流入动态分析 (40) 三、水平井产量递减分析方法 (41)
第一章 水平井产能预测方法研究 第一节 水平井产能预测概况 通常情况下，井底流压定义为目的层中部位置井处于关井或开井时的压力，在整个区域认为是一个定值，如图3－1－1所示。对于直井来说，这种假设是有效的，因为在直井中射孔段的长度和油藏尺寸相比比较小。换句话说，由于重力、摩擦力或其它因素造成的流体通过射孔的压力降与地层压力降相比很小，可以忽略，因此，在直井中可以认为井底流压是一个常数的假设是可以接受的。 但是，对于水平井，特别是高产水平井，这种假设是不准确的，因为水平井的井长比油层厚度大的多，如图3－1－2所示。当流体从水平井的趾端（B 靶点），即水平井的末端或跟端（B 靶点），即水平井的起始端流动时，由于摩擦损失、动能损失、相变、重力变化以及动量变化，造成压力沿井身的重新分布，因此不能将井底流动压力定义为一个常数。 从流体流动的机理看，要使井筒内的流体维持流动，水平井末端至生产端的压降又是必需具备的，也是实际存在的，压力从末端至生产端逐渐减小。这样，沿水平井井长方向的压降及其沿井长的流量也会发生变化，沿井长的压力将会影响水平井的总产量及水平井长度的设计，也会影响到完井和水平井剖面的设计。本文是对水平井井筒内的流动进行研究，研究水平井的沿程压降和流量分布，为工程部门更有效地设计水平井提供一些理论依据。 为准确预测水平井的产能，必须对沿水平井井筒压力变化和流量的变化进行预测，本研究的目的就是寻找一种在不依靠井底流压为常数的不合理假设条件下水平井产能预测的简单方法。 对于水平井而言，最简单的井模型是采取垂直井的处理方法，采用该方法处理水平井时流体的流动必须是径向流。因此，井必须是完全射开，即井的长度和油藏厚度必须很大。 水平井的产量可以用下式计算： )(wf h P P J q -?= （3－1－1） 式中： q ：水平井产量；h J ：水平井生产指数；P ：油层压力；wf P ：井底流动压力。
石 油学报 文章编号:025322697(1999 0420051255 低渗透率油藏压裂水平井产能影响因素 张学文3 (中国石油天然气集团公司 方宏长裘怿楠章长钐 (石油勘探开发科学研究院北京 摘要:通过科学的抽象, 建立了大量的非均质地质模型, , 藏中的开发动态, 、K v K h 、 裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、:3条相对较优; ; , 存在相对较优的裂缝导流能力值; 两条最外边裂缝的; , 建议加大中间裂缝的长度或导流能力, 。在对裂缝条数、长度和导流能力研究的基础上, 建立了增产倍数图版。 主题词:水平井; 水力裂缝; 裂缝条数; 裂缝长度; 裂缝导流能力; 裂缝间距 1前言 国内外油田开发实践证明[1～7], 水平井适用于低渗透油藏的开发 , 而且低渗透油藏水平井开采技术将 成为水平井技术发展的一个重要方向。 由于低渗透率油藏的渗透率低, 渗流阻力大, 连通性差, 油井自然产能很低, 为了改善其开采经济效益, 通常要对水平井采用压裂试油和压裂投产工艺, 同时也对油藏工程提出了许多新的研究课题, 压裂水平井产能以及影响因素就是其中一个非常关
键的问题。本文将针对压裂水平井的产能及其影响因素问题进行油藏数值模拟研究。 2基本地质模型 为了对压裂水平井产能及影响因素进行深入的研究, 建立了200多个非均质地质模型, 考虑到的因素包括; 人工裂缝条数、裂缝长度、储层渗透率、裂缝导流能力、裂缝间距、垂直渗透率与水平渗透率的比值和裂缝方向与水平段方向关系等因素(表1 。 表1地质模型中的影响因素 Table 1Factors affect i n geolog ical m odels 项目数值 地层渗透率(×10-3Λm 2 014、2、8、5、50裂缝条数0、1、2、3、4、5、6、7、8、9裂缝长度(m 0、40、90、140、240、440裂缝导流能力(Λm 2 ? c m 5、20、50、100 裂缝间距(m 112、168、224、280、336、392、448K v K h 0105、011、0115、012、013、014、 裂缝等效网格为015m , 水平段所在的网格也是015m 。岩石物性和流体参数使用长庆安塞油田坪桥区的实际数据。模拟软件选用石油勘探开发科学研究院研制的多功能模型。 3压裂水平井产能影响因素的讨论 311水平裂缝与垂直裂缝比较
水平井射孔工艺技术 1、简介 水平井工程是近年发展起来的一项新技术，是“稀井高产”的重要手段。水平井技术已成为近50年来石油技术进步的代表象征，这从勘探到提高采收率各个阶段均有着广泛的应用潜力，在实现井网调整，控制流向和完井类型，减少液流损失和调整油藏压力等方面的灵活性，已成为一种油藏完井新方法，而水平井射孔技术则是水平井技术的重要组成部分。四川石油测井公司早在1994年就对水平井射孔技术开始了立项研究，经过几年的研究和现场试验，形成了一整套中、长半径的水平井射孔工艺技术，该技术国内领先，部分技术达国际先进水平，该成果获中国石油天然气集团公司2000年技术创新二等奖。 水平井套管井射孔完井既有利于提高产量又有利于以后进行增产措施和封堵作业。但水平井射孔井段长达几百米甚至上千米，要求射孔一次作业成功；要求向水平两边或两边以下３０°定向发射以免造成砂子沉降和底水突进；要求长达几百米的射孔枪顺利通过造斜段下入和起出。实践证明，我们已经解决了上述难题并能保证施工的安全性和可靠性。 2、主要特点 2采用液压延时分段起爆方式能完成长水平段的射孔作业。 2采用弹架旋转的内定向方式，定向精度高且与枪身旋转的外定向方式相比，在相同套管内径下可选择更大直径的水平井射孔枪。 2采用接头旋转扶正环和滚珠枪尾可大大减少起下射孔枪时的摩擦力。 2接头与枪体之间，公母接头之间采用防退扣装置，避免了落枪的可能。 2最新研制的起爆开孔装置可实现水平井的再射孔而不会将井液挤到地层中去。 2可实现全井筒氮气加压起爆方式完成水平井的射孔作业。 2可实现限流压裂的水平井射孔作业。 2利用独创的旁通传压起爆系统能完成水平井的射孔测试联作。 2采用地面监测系统能监测井下各段射孔枪的发射情况。 3、主要技术参数 2射孔枪外径：Ф８９mm 、Ф102mm 、Ф127 mm 2最高工作压力：９０MPa 、105MPa 、90MPa 2延时时间：５—7min 2定向方式：内旋转定向 2定向精度：±５° 2定向率：>９５％ 2发射率：>９９％ 2孔密：１０－２０孔／米 2枪体抗弯能力：３０°／３０米。 4、施工工艺 （1）起爆方式 水平井射孔起爆不同于一般直井射孔，不能采用投棒起爆方式，也不同于一般斜井射孔，它属于超长井段射孔，不宜采用一个压力起爆器的起爆方式。在水平段各点压力值相等，它可以实现几个乃至几十个射孔段的同时起爆，完全满足水平井一次射孔多段的要求，将大大提高工效。四川石油测井公司已成功地应用了三种负压起爆方式，分别是：①液垫或气垫加压力延时起爆器；②油压开孔装置加压延时起爆器；③旁通传压装置加压力起中爆器。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910235271.8 (22)申请日 2019.03.27 (71)申请人 中国石油大学（华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 申请人 中国石油长庆油田分公司油气工艺 研究院 (72)发明人 苏玉亮 范理尧 王文东 唐梅荣 杜现飞 马兵 (51)Int.Cl. E21B 49/00(2006.01) E21B 43/267(2006.01) (54)发明名称 一种用于致密油藏压裂水平井的产能预测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于致密油藏压裂水平 井的产能预测方法，属于油气田开发工程领域。 本发明实施例提供的产能预测方法，首先基于模 糊集合理论将致密油藏压裂水平井细分为不同 类别，其次分析了不同类别水平井的地质参数、 压裂施工参数与峰值平均日产量之间的关系，进 而确定了影响致密油藏压裂水平井产量的主控 参数，最后，根据致密油藏压裂水平井的峰值平 均日产量和相应的主控参数数据，利用回归分析 法建立峰值平均日产量预测模型，进而对致密油 藏压裂水平井的产能进行预测。该产能预测方法 基于模糊集合理论，综合考虑了地质因素参数和 压裂施工参数，使预测结果更接近实际情况，能 有效地用于评价压裂效果，进一步地改进和优化 压裂施工方案。权利要求书2页 说明书8页 附图5页CN 109882163 A 2019.06.14 C N 109882163 A
1.一种用于致密油藏压裂水平井的产能预测方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取致密油藏压裂水平井的日产量数据、地质参数数据和压裂施工参数数据； 根据所述日产量数据，计算所述致密油藏压裂水平井的峰值平均日产量； 根据所述峰值平均日产量，基于模糊集合理论确定所述致密油藏压裂水平井的分类；分别计算每种分类中对应的致密油藏压裂水平井的所述峰值平均日产量的平均值、所述地质参数数据的平均值以及所述压裂施工参数数据的平均值； 根据所述峰值平均日产量的平均值、所述地质参数数据的平均值和所述压裂施工参数数据的平均值，确定影响所述致密油藏压裂水平井产量的主控参数； 根据所述致密油藏压裂水平井的峰值平均日产量和所述主控参数数据，基于回归分析法建立峰值平均日产量预测模型； 根据所述峰值平均日产量预测模型，预测压裂水平井的产能。 2.根据权利要求1所述的产能预测方法，其特征在于，所述地质参数包括油层平均厚度、孔隙度、渗透率、含水饱和度； 所述压裂施工参数包括水平井长度、水平井压裂段数、单段平均砂量、单段平均液量、总排量、水平井压裂簇数。 3.根据权利要求1所述的产能预测方法，其特征在于，所述根据所述日产量数据，计算所述致密油藏压裂水平井的峰值平均日产量，包括： 根据所述日产量数据，计算所述致密油藏压裂水平井投产后每个月份的月平均日产量； 根据所述月平均日产量，确定所述致密油藏压裂水平井投产前期的连续峰值产量月份； 根据所述连续峰值产量月份，计算所述致密油藏压裂水平井的峰值平均日产量。 4.根据权利要求1所述的产能预测方法，其特征在于，所述根据所述峰值平均日产量，基于模糊集合理论确定所述致密油藏压裂水平井的分类，包括： 根据所述峰值平均日产量，确定区间[b，a]，其中，b表示所述峰值平均日产量的最小值，a表示所述峰值平均日产量的最大值； 将所述区间[b，a]进行若干等分，且使等分后的区间分别向左右两边扩大设定值，得到若干个两两重叠的模糊集合U； 若干个所述模糊集合U对应将所述致密油藏压裂水平井分为若干类。 5.根据权利要求4所述的产能预测方法，其特征在于， 所述模糊集合U为： 其中，n是所述区间[a ,b]的等分个数，j为等分区间的序号，j可取1，2，3…；e为常数。 6.根据权利要求2所述的产能预测方法，其特征在于，所述根据所述峰值平均日产量的平均值、所述地质参数数据的平均值和所述压裂施工参数数据的平均值，确定影响所述致密油藏压裂水平井产量的主控参数，包括： 分别将所述地质参数数据的平均值和所述压裂施工参数数据的平均值进行归一化处理； 在平面直角坐标系下绘制y -x的关系曲线，其中，所述y为所述峰值平均日产量的平均 权 利 要 求 书1/2页2CN 109882163 A
第一节电缆输送射孔工艺技术 电缆输送射孔按工艺的不同又可分为： 1、普通电缆输送射孔 普通电缆输送射孔是利用油矿电缆把射孔器通过井口防喷器和井内套管下放到一定深度，在套管内通过深度校正，然后对目的层进行射孔的一种常规射孔方法。 2、过油管射孔技术 过油管输送射孔是利用油矿电缆把过油管射孔器通过井口防喷装置、采油树和井内油管下放到套管中，在套管内通过深度校正，然后对目的层进行射孔的一种射孔方法，具有较好的防喷能力。 过油管射孔可使用有枪身射孔器或无枪身射孔器，可在不起油管的情况下，用电缆将射孔器通过油管下到目的层进行射孔。能实现带压射孔、不停产射孔，射孔后直接投产，可避免在起下油管时压井所造成产层和环境污染。主要适用于：1、生产井、注水井补孔。 2、带压生产井不停产补孔。 3、套变严重不适于其它射孔器起下的井。 4、小直径套管井。
3、工程射孔 主要包括油管冲孔射孔和套管封串射孔，油管冲孔具有装枪直径小、射孔孔径大、穿深稳定的特点。施工时，它只射穿油管而不损伤套管。冲孔作业可实现循环解卡和循环压井的目的。 套管封串射孔具有装枪直径较大、射孔孔径大、穿深稳定的特点。施工时，它只射穿套管及水泥环而不射入地层。当油气井中某层因固井质量或其他原因造成的上下层串通时可以进行封串射孔。然后挤水泥达到封串的目的。 4、工程爆炸 主要包括爆炸切割、爆炸松扣。 爆炸切割：当油管、套管或钻杆因各种原因被卡在井内，无法提出时，为了下一
步的施工或是为了减少损失需要上部未卡死的油管、套管或钻杆提出时，可选用 爆炸切割作业。切割弹的型号（包括2寸-31 /2寸油管切割弹，3/2寸-7寸套管切割弹、2寸-51/2钻杆切割弹） 特点和用途： UQ 系列油管切割弹、TQ 系列套管切割弹和ZQ 系列钻杆切割弹采用无杵堵粉末冶金不烧结药型罩、独特的聚能装药结构设计。产品具有切割成功率高、切口平齐、对其它管材无损伤等特点。切割弹可通过电缆输送在油气井内对油管、套管进行切割。 爆炸松扣：当井内管柱因各种原因被卡死需要倒扣退出时，可选用专用的爆炸松 扣器下到需要松开的接箍处，进行爆炸松扣作业。从而起出此点以上的管柱。 施工要求： （一）组装爆炸杆 1. 根据井况资料和工程爆炸通知单的内容，确定导爆索电雷管的型号。 2. 确定用药量 3. 检查导爆索外皮有无损伤，有无断药现象。 4. 将导爆索均匀分布在爆炸杆的周围。 5. 每隔100mm 用白沙带捆扎一道。 6. 用高压绝缘胶带在爆炸杆的两端和中间绑扎三个扶正器。 7. 将电雷管紧附在导爆索的上端，用白沙布绑紧。雷管的一根引线接爆炸杆本体，另一根引线用黑胶布包好，捆扎好的最大外径应小于管柱内径。 （二）爆炸松扣施工 1）当爆炸松扣器进入离卡点以上50m 时，通知井队以卡点以上钻具重量的100%～115%作拉力提升钻具后，再按每千米钻具扭转3～3.5圈给钻具施加反扭矩，然后射孔小队再下放电缆，测量对深曲线，测出卡点以下50m 深度。 2）当测完钻具磁性接箍深度曲线后，用比例尺丈量每个接箍间距离与井队提供的管柱结构数据是否相符，确认无误后，同井队技术人员一起确定松扣深度位置和采用的标准接箍。 3）利用爆炸松扣器的零长和已确定的标准接箍上起电缆，使爆炸松扣器正好对准要松扣的接箍上，通电点火引爆雷管和导爆索，产生爆轰波冲击丝扣，使扣松动，从而达到松扣目的。 （三）爆炸松扣炸药量的选择 爆炸松扣药量的选择应根据卡点深度的不同，钻井液密度大小及钻具钢的差别而选用不同药量。 5、电缆桥塞 电缆桥塞工艺就是根据油气井的封层需要在已射孔的两个层位之间进行封堵，同时可以在分层试油时上返封层。达到预期的分层，封堵进行生产或试油的目的。 该工艺施工时间短，座封深度准确，座封牢固安全可靠。对于两个层位之间距离较近的封堵效果明显优于其它方式。目前电缆桥塞规格为：5寸、51/2寸、7寸、95 /8寸。适用于相应规格的套管。是理想的分层试油或分层采油的封层方法。 施工技术 （一）STS 电缆桥塞压力密封工具工作原理： 位于电缆密封工具上端的电动高温点火器点着后产生火花，引着位 于点
第三章水平井气井产能预测方法的分析与评价 大湾区块气藏为高含硫气藏，硫化氢的剧毒性、腐蚀性和硫沉积是含硫气藏开发过程中面临的三大难题。而对于产能计算而言，随着温度和压力的降低，从含硫天然气析出的元素硫将会对产能计算产生影响，本章重点分析和对比现有水平气井产量、产能预测方法的优缺点，并进行水平气井产量、产能影响因素分析。 第一节水平井产量预测方法的分析 与直井相比，水平井因其生产压差小和控制泄气面积大的优势而获得广泛应用。对于高含硫气藏来说，水平井可以增加油气流通的能力，在保证产量的情况下，能减缓压降和减少元素硫析出的时间，提高无硫析出的采收率。所以水平井作为含硫气藏开发重要的开发技术手段，已经得到了广泛的重视，但其产量预测方法还有待深入研究，特别是考虑含硫气藏特殊渗流规律和相态变化情况下的水平井产量计算需要深入探讨。 一、现有水平井产量预测方法分析与评价 前苏联Mepxynos（1958）首先提出计算水平井产量的解析式，Bopxcos（1964）比较系统地总结了水平井和斜井发展历程及其生产原理，并提出了计算水平井稳态流产量的公式，但是没有报道其详细推导过程。80年代后，国外学者Giger （1984），Jourdan（1984）等运用电模拟方法推导出了水平井产量的计算公式。 美国学者Joshi（1987）通过电模拟进一步阐明了水平井生产原理，并对水平井稳态产量计算作了较为详细的推导，同时根据Muskat（1937）关于油层非均质性和位置偏心距的概念和计算，给出了考虑因素较为全面的水平井产量计算公式。至今，许多作者所提出的稳态流水平井产量计算公式大多数都与Joshi公式相类似。 Babu（1989）等通过渐近水平井不稳定渗流的Green函数解析式，首次提出了在有限油藏中计算拟稳态流的水平井产量公式。尽管该公式计算不很精确，但考虑了油层渗透率的各向异性、水平井在油层内的位置及储层射开程度等因素，具有一定的使用价值，对工程计算比较适用。 在这期间还有一些研究者，如Kuchuk（1987）提出了在有气顶和底水影响
规射孔作业施工
范
施工作业小队生产准备 1副操作员领取生产常用料，存放在工程车上相应的材料箱中。 2操作员对数控射孔仪进行日常保养和检查，填写“仪器维修保养”记录。 3井口工对天地滑轮、井口马达、定位器、电缆等辅助设备进行检查，维修保养。按标准在电缆上绑扎安全记号，领取日常生产用料。 4绞车工对绞车系统进行检查，维修保养。 5联炮工(井口岗)准备好不同枪型的配件，领取日常生产用料。 施工作业小队施工前的准备 1小队长接收“射孔工作记录”，落实井位和行车路线，组织各岗做好出发前准备。 2操作员到四分公司计算组领取射孔资料，清点射孔资料后在资料领还记录本上签字，射孔资料放在资料包内，资料包存放到工程车资料柜中，锁好。 3联炮工带“危险品发收登记簿”到供应站危险品专用库房领取雷管，清点数量后签字，雷管放在雷管盒中，雷管盒存放在工程车的防爆箱中，锁好。 4联炮工带“危险品领取证”到四分公司装炮班射孔器专用库房领取射孔器，检查无误后签字并执行SY/T6308、Q/CNPC46的有关规定。 5按公司《搬运、储存、包装、防护和交付程序》检查仪器设备状态以及相应资料。
6小队长出发前讲解行车路线和途中注意事项。
7施工小队车辆和运输公司枪车编队行驶，控制车速，文明行驶。8枪身在运输途中捆压牢固。 9应由持有危险品操作证人员负责押运并执行SY/T5436的有关规定。 10起爆器和枪身应分车运输。 11注意行驶安全，正点到达施工作业现场。 12进入井场，全体人员按规定穿戴和使用劳动保护用品和用具执行SY/T6524的规定。 13施工作业环境认可。 a)保证施工作业必要的设施（水、电、吊升设备等）； b)射孔作业井口安装防喷闸门； c)检查井场漏电电流应小于30mA； d)对于射孔作业环境条件的不符合项，由小队长与作业队负责人协商解决。 14收集地质、工程数据和信息。 a)小队长了解压井液及液面高度、套管结构、人工井底等工程数据； b)操作员与作业队负责人核对通知单上的全部数据，不核对通知单或通知单核对不上拒绝施工。 15班前会 小队长组织召开有甲方代表和施工小队全员参加的班前会，介绍井身结构，压井液情况，明确施工作业方法及安全防范措施。 现场安装及施工
有关水平井产能的公式 一、理想裸眼井天然产能计算公式 1．Joshi 公式 应用条件：Joshi 公式，裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。 ())]2/(ln[)/(2/2/ln ) /(5428.022w o o h r h L h L L a a B P h K Q ββμ+? ??? ?? ??-+??= 其中， 5 .04])/2(25.05.0)[2/(L r L a e ++=。 2．当有偏心距和各向异性系数时，Joshi 修正公式 应用条件：考虑偏心距和各向异性，裸眼井、等厚、无限大油藏、单相流动。 ()] 2/)()2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.02 222w o o h hr h L h L L a a B P h K Q ββδββμ++????????-+??= 3．Giger 公式 应用条件：裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。 ())]2/(ln[2/2/11ln )/() /(5428.02w eH e o o h r h r L r L h L B P L K Q πμ+???? ?? ??-+??= 4．Borisov 公式 应用条件：裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。 )]2/(ln[)/()/4ln()/(5428.0w e o o h r h L h L r B P h K Q πμ+??= 5．Renard & Dupuy 公式 应用条件：裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。 )]2/(ln[)/()(cosh )/(5428.01 w o o h r h L h x B P h K Q '+??= -πβμ 式中 ；5.04])/2(25.05.0[/2L r L a x e ++== ；]1ln[)(cosh 21-+±=-x x x
32、什么是复合射孔？ 答：复合射孔技术是一项集射孔与高能气体压裂两项功能一次下井完成的工艺技术。它利用炸药爆炸和火药燃烧的时间差（炸药爆速为微秒级，火药燃速为毫秒级），实现先射孔后压裂。 33、什么是防砂射孔？ 答：防砂射孔主要有大孔径、高孔密和小孔径、高孔密两种方法。另外还有随进式防砂射孔技术，它是在射孔过程中将防砂材料随射孔作业一次性充填到射孔孔道内，起到防砂作用。 34、什么是双复射孔？ 答：双复射孔技术是胜利测井公司2001年研制开发的新技术。它主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。 35、射孔枪有哪几种类型？ 答：射孔枪型：是以射孔枪外径规格来进行分类，目前常用的有60、68、73、89、102、114、127、140等型号。 36、什么是定位射孔技术？ 答：用放射性曲线校正射孔深度是以定位射孔原理为基础的。定位射孔就是在目的层附近选定一个套管接箍为施工深度的参照标准（俗称标准接箍）。用磁性定位器测准标准接箍的深度就等于定位了“目的层”的深度。 37、什么是电缆输送射孔？ 答：电缆输送射孔就是用电缆将有枪身或无枪身射孔器通过套管或油管内输送至井下，用射孔深度控制技术进行定位，对准目的层，地面仪器向射孔器起爆装置供电，引爆射孔器，射穿套管、水泥环、目的层，建立油气水流通通道的一种射孔工艺。 38、什么是油管输送射孔？ 答：油管输送射孔工艺是指把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串接在油管柱的尾端，形成一个硬连接的贯串下入井中。通过测量磁定位曲线或放射性曲线，校深调整贯串对准射孔层位，通过撞击式和加压式两种方式引爆射孔器，对目的层进行射孔。 39、什么是油管（钻杆）输送射孔与地层测试器联合作业？ 答：油管输送射孔与地层测试器联作工艺技术，是将TCP器材与测试器组合在一趟下井管柱中，用油管或钻杆将测试工具和射孔器输送到目的层，进行射孔的同时进行地层测试，一次下井可以完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。 40、什么是全通径射孔？
水平井射孔技术介绍 一、水平井射孔技术 “水平井射孔技术”是国家“八五”重点科技攻关的配套项目，大庆油田水平井开采的主要对象是低丰度、低渗透、低产的“三低”油层，需要压裂改造方能投产。当水平井的油层胶结很差或油层需压裂改造的情况下，在油层套管较低的一侧射孔比较合适，使射孔孔眼在油层水平面的下方， 因此，产层流体上行流动，避免了油层吐砂及后期开采套管沉砂问题。另外，还为压裂提供了沿油层两侧延伸的水平通道，避免垂向通道可能造成的油层顶底盖层被压开的问题。为此我们开发研制了几种低边定向射孔枪。 一种是弹架旋转低边定向射孔枪，它主要由枪体、弹架、配重块、轴承等组成。由于采用了这种结构，不论射孔枪体随着水平段井眼如何转动，相邻二个射孔弹相位均为低边夹角120°，这样就达到了低边发射的目的。 它的特点是结构紧凑，灵活可靠，不受枪身外部环境的影响，安装比较容易，起下安全顺利，它适合于射孔井段多且井段较短的井。 另一种是枪身旋转低边定向射孔枪，它在井下的管柱组合为：引鞋+射孔枪+传爆接头（带导向块）+……+压力起爆器+旋转接头+油管至井口。在射孔枪组的顶部接一个旋转接头，再在每两支枪间的传爆接头上加工有导向块，弹架和射孔弹及枪体是相对固定的。由于射孔枪的形心与重心不重合，产生一个扭转力矩，在进入造斜段后射孔枪便在此力矩作用下，开始转动，使重心向下、形心在上沿水平段前进，以保证射孔弹发射方向是低于水平面，从而达到低边发射的目的。 依据上面的技术原理，根据油田开发的需要，我们还研制成功了水平180°射孔枪，以及三相位水平井射孔枪等，水平井射孔枪已形成系列化。 二、复合射孔技术 复合射孔工艺技术是一项集射孔完井与高能气体压裂（简称HEGF）于一体的高效完井技术。它能一次完成射孔和高能气体压裂两道工序，做到在射孔的同时对近井地层进行气体压裂，形成多条微裂缝，并可解除钻井、固井、射孔等过程对地层的污染，从而改善近井地层导流能力，提高射孔完井效果，达到射孔完井和增产、增注的目的。 1、作用机理 由于复合射孔技术是聚能射孔与高能气体压裂技术的结合，因此，有必要介绍高能气体压裂的作用机理。高能气体压裂和爆炸压裂、水力压裂有着本质的不同，对比其压裂过程中的P-t曲线可以清楚地看到这一点，下表列出了三种增产措施的主要参数。 （1）造缝作用 气体发生器在目的层段引燃后，迅速产生高温、高压气体，对井壁形成脉冲加载，井眼周围地层的岩石被压缩，当井筒内压力超过对应加载速率下岩石的破裂压力时，即在井眼周围形成多条径向裂缝。 （2）裂缝的延伸 达到峰值压力后，发生器产生的大量燃气继续释放，当进入裂缝的燃气在裂缝面上形成的压力超过裂缝的延伸压力时，裂缝得以向前扩展。与此同时，井筒内的压力不断下降，至D点时，井筒内的压力与地层压力达到平衡，裂缝延伸终止。 （3）裂缝的支撑及闭合 水力压裂是采用支撑剂支撑形成的裂缝。而HEGF无支撑剂，却能长期保持较高的裂缝导流能力，其原因在于HEGF是一个动态过程，在一定的加载速率冲击载荷作用下，形成的多条径向裂缝具有一定的随机性，裂缝面不再垂直于最小主应力的方向。由于地应力产
水平井射孔技术的进展 在高角度或水平油井进行射孔作业，对于任何油田服务公司都是一项严峻的技术挑战。为了保持井眼和射孔通道的稳定性所采取的按最大地应力方向射孔的手段，更为射孔作业提高了难度。如何在通过狗腿严重井眼时保障射孔方位，最终高质量地完成射孔作业，需要根据有效的科研数据进行详细的前期准备工作。 从地质力学观点看，为了维持井眼和射孔通道的稳定性，射孔最理想的方向是在地层最大应力方向上。由此我们所遇到的第一个难题是，在高角度和水平井段上怎样才能够保障射孔的方向。油藏的机械特性可以从地层的声波和密度数据中分析得出。如果是在非常软或未压实地层，由于地层的应力接近各向同性，应力大小差别不大，在这种情况下实施定向射孔作业是不适宜的。机械特性分析结果还可预测在临界压差情况下油井是否会出砂。临界压差是指油藏的平均压力与井底流压之间的差别，如果高于临界压差，由于射孔或地应力所引起的松动的砂粒就会开始移动。 为了防止油井出砂以及延长油井的寿命，临界压差必须从油田生命周期的角度来考虑。当油藏压力下降时，油藏的净垂直应力和净横向应力均增加，从而导致横向应力的增加。横向应力增加到一定程度时，弱的胶结岩石就会开始崩解，这时为保障射孔稳定性所允许的压降就会很小。由于油藏衰竭引起的应力变化与油藏的深度、面积、厚度和油藏及其周围地层的弹性特性有关。 尽管我们通过大量的计算和分析，确定了油井的射孔方向，但如果不能够检验射孔枪确实是在被确定的方向上发射的，那么射孔作业就不能算是成功的。需要考虑的其他几个问题有扭转和拉伸，如何将射孔枪安全地输送到目的层，尤其是通过狗腿严重的井眼，这需要扭转和拉伸模拟软件来对射孔枪、油井轨迹和仪器的跳动情况进行模拟。 为了满足在水平井中射孔作业的需要，需要开发一套水平井定向射孔系统。对这套系统的要求是，能够穿过狗腿严重井段，能够使射孔弹定位，能够证实射孔弹被发射到预定的方位上。基于上述要求，系统应该有一个可以转动的机械装置，即使是在复杂的弯曲井段也能够满足射孔枪定位的需要。这个系统必须小而坚固，能够承受住在被输送到目的层时所产生的扭转和拉伸力量，系统还应该有一个验证射孔方位的装置。贝克-阿特拉斯公司利用现有的先进技术以及为这套系统而开发的技术，完成了这套系统由理论到现实的转化。新开发的技术包括，射孔枪采用偏心设计，偏心设计可以帮助在复杂情况下判断枪身的方位；在每一支射孔枪的顶端增加一个可旋转的连接器，避免附加的旋转系统，在现场连接更方便；安装在旋转连接器上的射孔识别指示器，它可以准确地确定射孔枪在点火时候的位置和方位，还具有检验枪身是否被准确定位，检验油井的倾角是否在旋转器能够使用的范围等功能。 在水平井中能够对射孔枪准确地定向，向油水界面相反的地层中射孔是十分必要的。到目前为止，这种水平井定向射孔系统已经在挪威、德国、北非和英国的一些油田的高角度和水平井中在负压和平衡压力环境中应用了67次，控制油井出砂和出水，稳定井眼和射孔弹通道，从而延长油井寿命和提高油井产量。