压裂气井合理试气压差的优化模型

大佛寺井田煤层气井压裂参数优化方案马东民;王传涛;夏玉成;张嘉睿;邵凯;杨甫【摘要】为有效优化彬长矿区大佛寺井田煤层气井压裂施工工艺,对井田内24口煤层气直井产气情况和压裂施工参数进行统计分析,研究了煤层气直井压裂施工对其产能的影响,并将产能效果较好的气井压裂施工参数进行了分析对比.研究发现,在煤储层地质因素一致的情况下,影响压裂效果的主要工程参数有施工排量、压裂液用量、加砂强度以及砂比等.大佛寺井田煤层气直井采用活性水压裂液,支撑剂为石英砂,压裂施工排量为5.4 ～ 8.5 m3/min,压裂液用量616.00 ～1 193.25 m3,加砂强度为3.26～13.00 m3/m,砂比为6.9％～17.1％.结合气井历史排采资料和相关地质资料,以日均产气量和稳定日产量1 000 m3为压裂效果产能下限,得到适合大佛寺井田煤层气直井的压裂参数优化配置,建议压裂工艺优化方案设计如下:施工排量建议为8 ～10 m3/min;细砂段塞1～2个;压裂液用量建议为950 ～1 100 m3(前置液占25％～40％);加砂强度建议为5～7 m3/m(煤厚＞12 m)或8～9 m3/m(煤厚＜12m);砂比建议为10％～ 11％;支撑剂中中砂/粗砂比值建议为2～3.该方案可为井田后期煤层气井的压裂施工提供一定的工程依据.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】7页(P263-269)【关键词】压裂参数;大佛寺井田;参数优化【作者】马东民;王传涛;夏玉成;张嘉睿;邵凯;杨甫【作者单位】西安科技大学地质与环境学院,陕西西安710054;西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院,陕西西安710054;国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安710021;西安科技大学地质与环境学院,陕西西安710054;西安科技大学地质与环境学院,陕西西安710054;西安科技大学地质与环境学院,陕西西安710054;陕西新泰能源有限公司,陕西咸阳712000;国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TE37;P618.130 引言大佛寺井田自2009年以来实施地面煤层气开发试验，多口煤层气试验井排采结果显示井田低煤阶煤具有较好的产气潜力［1-2］。

采用数值模拟方法优化水平气井压裂参数谭海嵘杨德冰唐直平①②③③（长江大学研究生部②川庆钻探长庆工程技术研究院③吐哈油田井下技术作业公司）①摘要关键词本文通过数值模拟方法，以实际气藏为基础进行模拟，对裂缝长度与方位、裂缝导流能力和压裂级数进行了优化设计。

结果表明，当水平井水平段的延伸方向垂直于最大水平地应力方向时，随着垂直缝长度的增加和导流能力的提高，水平井累积产气量也呈上升趋势，但上升速度逐渐变缓。

压裂后，裂缝数目越多的气井，日产量越大，但随着生产时间的延续，日产量之间的差距越来越小。

这为低渗气藏压裂方案设计提供一些理论依据。

水平井压裂数值模拟裂缝级数裂缝导流能力近年来，随着勘探开发实力的提升，水平井钻井技术的进步和钻井成本的降低，一些低渗透的油气藏被陆续发现和开发利用起来。

水平井所具有的泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高的优点被广泛地应用于各种气藏开发中。

但是由于气藏的储量有限，在开发一段时间后，产量往往达不到经济开发要求，通常需要对气井进行增产改造。

而水平井压裂改造的基础在于压裂参数的优化设计。

因此，本文通过数值模拟方法，对这些压裂参数包括裂缝长度、裂缝方位、裂缝导流能力和压裂级数（即裂缝条数）进行了初步的预测，这些数据可以为水平井压裂方案设计提供相应的参考。

（１）裂缝长度的优化。

为了研究水平井压裂裂缝长度对水平井产能的影响，本文以国内某气藏基本储层参数为基础，建立数值模拟机理模型，模型所选用的网格为：ｘ×ｙ×ｚ＝６０×６０×９，在缝长与缝宽所在的平面上所选用的网格步长相等，即ＤＸ＝ＤＹ＝２０ｍ，而缝高选择的是ＤＺ＝２ｍ，模型能代表的实际区域大小为１２００ｍ×１２００×１８ｍ。

根据该区块气藏工程关于井网井距的研究成果，水平井单井控制面积可认为是１２００ｍ×６００ｍ，如果在该区域中部署２口水平井，水平段长度设为８００ｍ，水平井间距设为６００ｍ，水平井压裂投产后，采取定产气量衰竭式开采，设定初期产能水平为６００００ｍ／ｄ，模拟时间１５年，而且每口井有４条压裂缝，裂缝导流能力取为３０×１０・ｃｍ。

基于数据分析压裂气井合理试气压差的优化模型作者：付军雷汪小龙来源：《科学与信息化》2017年第17期摘要试气作业是评价和检验气井真实生产力和真实储量的重要步骤。

因此，在压裂气井后的试气过程中，首先必须要保证选择合理的生产压差。

压裂气井试气压差的优化模式的建立是由于储层物性应力敏感性的变化容易受闭合应力的印象而产生变化，而压裂气井试气压差的优化模式，能解决该问题带来的弊端。

在以往的研究中，数据表明，压裂气井的产量和压差是形成了一种正比例的变化关系，以防的数据的上升会引起另一方数据的上升产量的增加。

但是，在实际的操作中，由于储层物性等都为动态变化的数值，产量和压差不是正比例的关系。

而是呈波浪形的变化。

在这种情况下，压裂气井合理士气压差优化模型的建立，为压裂气井在之后工作中的选择和应用提供了更准确的概念，在增加产量减少耗能的同时，又有利于促进我国在试气这一工程中的一大进步和发展。

关键词压裂气井；合理试气压差；优化模型引言我国的煤炭资源和油气资源丰富。

近年来，经济和科技取得了很大程度的进步和提高，但是，不可否认的是，我国与发达国家比较，技术还有很大的进步空间。

在开采油气方面大多数是依靠水力压裂改造来达到开采的目的。

本文针对试气压差的选择做了全面的分析和探讨，对于其中可能出现的问题提出了解决的方法和策略，希望我国油气井的开采能达到最大的数值，减少在试气环节中的误差。

能够在缩短工期的同时，又不降低整个过程中的质量要求。

对于我国目前油气开采行业来说，及时做出改变，对合理试气压差这一环节认真的分析和解决，是我国油气开采行业目前迫切要进行的工作。

1 优化模型建立的条件和要求1.1 多方面的对地形地貌进行分析讨论压裂气井试气压差的优化模型首先要考虑不可改变的外部条件的要求。

要以专业的角度分析地质地貌。

模型中的岩石不可以提前进行压缩处理，地层中的气体是流动的，要考虑流体的流动是有着严格的规定和要求，要符合达西定律的要求，内部的气体是单向的，可压缩的气体。

油气田压裂施工参数优化及其影响因素分析引言油气田压裂施工是一种常用的增产措施，通过注入高压液体将裂缝扩大，以增加油气流通能力。

然而，压裂施工的效果受到诸多因素的影响，因此，合理优化施工参数是提高增产效果的关键。

本文将重点探讨油气田压裂施工参数的优化方法和影响因素的分析。

一、施工参数优化方法1. 压裂液体积和粘稠度的优化压裂液的体积和粘稠度对于施工效果具有重要影响。

一般来说，增加压裂液的体积可增加裂缝扩展的距离和范围，从而提高增产效果。

此外，通过优化压裂液的粘稠度，可以控制裂缝的宽度和长度，以适应不同地层的裂缝性质。

因此，科学合理地确定压裂液的体积和粘稠度是优化施工参数的重要一步。

2. 施工压力的控制施工压力是影响裂缝扩展速度和范围的关键因素。

通过调整施工压力，可以控制裂缝的长度和宽度，以及裂缝的连接性。

在施工过程中，合理控制施工压力，避免过高或过低的压力对于提高增产效果至关重要。

3. 施工时间和频率的调整施工时间和频率是指压裂施工的时间长度和每次施工的间隔时间。

合理调整施工时间和频率可以最大限度地利用地层裂缝的能量。

充分的施工时间和适当的施工频率可以使裂缝达到预期的效果，并避免能量的浪费。

4. 压裂剂的选择和浓度控制压裂剂是指在施工过程中添加到压裂液中的化学物质。

选择合适的压裂剂并控制其浓度可以改变压裂液的性质，从而影响裂缝的扩展效果。

针对不同地层特性，对压裂剂的选择和浓度进行合理调整，对于优化施工参数至关重要。

二、影响因素分析1. 地层性质地层性质是影响油气田压裂施工参数的重要因素之一。

不同地层的性质差异较大，对施工参数的要求也不同。

例如，地层的压力、渗透率和孔隙度等参数会直接影响压裂液的扩散和裂缝的形成。

因此，在进行施工参数优化时，需要充分考虑地层的性质特点，以达到最佳的施工效果。

2. 压裂液性质压裂液的性质是影响施工效果的另一个重要因素。

影响施工参数的压裂液性质包括粘度、密度、流变性质等。

煤层气井水力压裂有效消突边界物理模型
煤层气开采是一项重要的能源产业，而煤层气井水力压裂技术是
其中关键的开采手段。

然而，该技术存在着一些问题，最为常见的是
井下压裂时会发生突水现象，导致井下异常危险和生产受到干扰。

因此，建立煤层气井水力压裂有效消突边界物理模型对于保证煤层气开
采安全和高效至关重要。

煤层气井水力压裂有效消突边界物理模型建立的关键在于突水现
象的机理研究。

根据研究发现，突水是地下水渗透到井下煤层孔隙中，压缩了孔隙气体，从而形成了水泡。

当水泡扩大到一定程度时，突然
从孔隙中喷射出来，导致井下异常危险。

针对这一机理，建立有效的消突物理模型需要考虑以下几个方面
的参数和变量：
1.煤层孔隙结构参数，如孔隙直径和孔隙体积等。

2.煤层物理性质参数，如孔隙度、渗透率和地应力等。

3.压裂液性质参数，如密度、黏度和流量等。

4.压裂液与孔隙气体相互作用的参数，如液体渗透能力和气体排出率等。

基于以上参数和变量，可以建立一维或二维煤层气井水力压裂消突边界物理模型。

例如，对于一维模型，可以使用差分方程模拟裂缝扩展过程，并考虑煤层孔隙结构参数、物理性质参数、压裂液性质参数和压裂效果参数等影响因素。

随着数值模拟的深入，可以逐步将模型升级为二维或更高维度。

该模型可以用于预测煤层气井水力压裂后可能出现突水现象的位置和时间，并提供对应的消突方案。

同时，模型也可以用于优化压裂参数和调整注入压力，以提高压裂效果和减少突水风险。