压裂管柱力学分析及优化设计软件
- 格式:pdf
- 大小:790.25 KB
- 文档页数:54
一、油田常用专业压裂软件国外压裂设计分析软件主要包括:E-StimPlan、Terrfrac、GOHFER、Meyer、FracproPT 等。
其中Terrfrac是由美国Cliffton教授开发,水力裂缝扩展理论最为完善,它采用了二维流动方式实现了裂缝扩展的全三维模拟,主要应用地热开发、核废料处理等领域,但是它仅针对水力压裂已知方案模拟,可以对压裂裂缝扩展的敏感性因素进行分析,在国外很少见到该软件设计的油田压裂实例。
GOHFER是美国Stim-Lab公司开发的,采用定向网格式储层描述技术,其特点是采用有限元求解,具有较好的模拟复杂地质条件下裂缝扩展的能力,但是该软件的导流能力预测、产能预测模块尚不完善,无法进行压裂方案的经济优化设计,不能开展泵注程序的优化。
同时该软件在压裂测试诊断方面的功能不齐全,只有二维压力降落诊断分析功能。
FracproPT是美国GRI开发的,该软件优点是比较适合现场技术和施工人员应用,但是其模型是无计算网格的拟三维模型或者说是裂缝的形态是预先假设好的圆形/椭圆的固定形状,该软件在进行弱遮挡储层的裂缝扩展模拟时缝高容易出现失控和对于由于岩性差异造成纵向裂缝形态的重要影响由于模型过于简单而掩盖了(如泥岩段与砂岩段缝宽上的差异等)。
这样大大制约了在弱遮挡储层及多层砂岩油藏压裂设计方面的应用。
MEYER是一套拟三维压裂设计分析软件,其优点是采用类似人工智能的技术进行压裂设计和分析,在国内外相对应用较少。
E-StimPlan是由国际上久负盛名的压裂专家K.G. Nolte、Mike Smith先生创建的NSI 公司开发的全三维压裂设计与分析软件,它不仅继承了压裂酸化领域的最新研究成果,适合压裂工程师进行压裂优化设计,尤其是Nolte、Smith创建的压裂压力诊断技术,特别适合现场工程师进行现场压裂分析。
E-StimPlan压裂设计分析软件具备目前进行压裂优化设计所需要的压裂设计、压裂分析/诊断、压裂油藏模拟和经济优化评价功能,能够完成压前地层评估、压裂方案设计与优化、全三维压裂模拟与敏感性分析、压裂过程及压后压力降落实时数据采集与分析、压力历史拟合和压裂效果评价等工作。
目 录一、压裂设计的基本任务 (2)二、压裂设计参数 (2)1、油气井参数 (2)2、油气层参数 (2)3、压裂参数 (3)4、经济参数 (3)三、压裂模型与压裂几何尺寸 (7)四、压裂设计及设计的优化 (9)五、绿10井加砂压裂PT软件设计与模拟 (13)1、绿10井压裂设计界面 (13)2、绿10井压裂裂缝拟合界面 (33)3、绿10井加砂压裂产能预测模拟 (54)六、中古16井酸压PT软件设计与拟合 (60)1、中古16井Fracpro PT酸压设计界面 (60)2、中古16井Fracpro PT酸压拟合界面 (70)七、附件一:中古16井酸压PT软件设计与拟合 (88)八、附件二:酸压软件介绍 (122)一、压裂设计的基本任务1、在给定的储层与注采井网条件下,根据不同裂缝长度和裂缝导流能力预测井在压后的生产动态2、根据储层条件选择压裂液,支撑剂等压裂材料的类型,并确定达到不同裂缝长度和导流能力所需要的压裂液与支撑剂的用量3、根据井下管柱与井口装置的压力极限,确定泵注方式,泵注排量,所需设备的功率与地面泵压4、确定压裂施工时压裂液与支撑剂的泵注程序5、对上各项结果进行经济评价,并使之最优化。
6、对这一优化设计进行检验。
设计应满足:开发与增产的需要;现有的压裂材料与设备具有完成施工作业的能力;保证安全施工的要求。
二、压裂设计参数1、油气井参数1)、井的类别与井网密度2)、井径、井下管柱(套管,油管)与井口装置的规范、尺寸及压力定额3)、压裂层段的固井质量4)、射孔井段的位置、长度、射孔弹型号、射孔孔数与孔眼尺寸5)、井下工具的名称、规范、尺寸、压力定额、承受温度与位置2、油气层参数1)、储层有效渗透率、孔隙度与含油饱和度以及这些参数的垂向分布2)、储层有效厚度及其在平面上的延伸3)、储层压力梯度与静压力4)、储层静态温度5)、储层流体性质(包括密度、粘度与压缩系数等)6)、储层岩石力学性质,如泊松比,杨氏模量,抗压强度,与岩石布氏硬度等7)、储层地应力的垂向分布及最小水平主应力的方位8)、遮挡层的岩性,厚度与地应力值3、压裂参数1)、使用二维设计模型时压裂施工所形成的裂缝高度或使用三维模型时储层与上、下遮挡层的地应力差2)、裂缝延伸压力与裂缝闭合压力3)、压裂液粘度、流态指数和稠度系数4)、压裂液初滤失和综合滤失系数5)、压裂液流经井下管柱与射孔孔眼的摩阻损失6)、压裂液纯滤失高度的垂向分布7)、支撑剂类型,粒径范围,颗粒密度,体积密度8)、作为裂缝闭合压力函数的支撑剂导流能力与水力裂缝中支撑剂层的渗透率9)、压裂施工时的泵注排量10)、动用的设备功率及其压力极限4、经济参数1)、压裂施工规模2)、压裂施工费用3)、油气产量及产品的价格4)、计算净收益的时间以及净贴现值有效渗透率在多孔介质中,如有两种以上的流体流动,则该介质对某一相的渗透率称之为有效渗透率(um2 或10-3 um2或MD),有效渗透率与压裂液综合滤失系数的二次方成正比,与裂缝长度成反比,因此,在压裂设计中,最佳裂缝长将随有效渗透率的增加而变短。
《⽓藏⽔平井压裂优化设计软件》简介⽓藏⽔平井压裂优化设计系统简介中国⽯油⼤学(华东)⽯油⼯程学院2010年5⽉⽬录⽬录 (1)1.引⾔ (1)2.软件概述 (1)2.1 软件功能 (2)2.2 软件特点 (3)3.运⾏环境 (4)3.1 操作系统 (4)3.2 硬件配置 (4)4.软件界⾯及功能简介 (4)4.1 启动软件 (4)4.2 数据输⼊ (5)4.3 数据保存 (7)4.4 模拟计算 (7)4.5 ⽣产数据 (8)4.6 压⼒分布 (10)4.7 ⽅案优选 (11)4.8 ⽰例 (14)5 软件服务 (16)1.引⾔欢迎您使⽤本软件,请在使⽤之前认真阅读本说明。
本说明书包涵软件的安装、注册、⽇常使⽤中所需的注意事项,及运⽤技巧,并针对⽤户使⽤过程中可能会出现的疑问进⾏解答,提供技术⽀持。
本软件由中国⽯油⼤学(华东)⽯油⼯程学院压裂酸化研究中⼼制作并维护。
压裂酸化研究中⼼是中国⽯油⼤学(华东)⽯油⼯程学院采油系的⼀个研究团队,研究中⼼所在的油⽓⽥开发⼯程学科为国家重点学科,⽬前中⼼拥有⽔⼒压裂模拟系统、压裂液、酸液评价系统等多套实验装置。
采油⼯程专家张琪教授为本中⼼顾问,中⼼现有教授1⼈,副教授、讲师6⼈,博⼠后1⼈,博⼠、硕⼠14⼈,是⼀⽀以青年教师为⾻⼲的科研队伍。
压裂酸化中⼼以⽔⼒压裂、酸化以及防砂、稠油开发等采油⼯程技术为研究领域,重点研究⽔⼒压裂、酸化技术在油⽓⽥开发领域的理论技术问题,形成了低渗透⽓藏压裂改造技术、整体压裂技术、⽔平井压裂技术、重复压裂技术、煤层⽓压裂技术、酸液体系等⼀批具有特⾊的⼯艺技术,并拥有⼀批具⾃主开发的压裂、酸化设计软件。
近年来,完成了省部级、局级科研项⽬多项,其中多个软件通过专家鉴定,达到国际先进⽔平。
中⼼获得了教育部、中国⽯油化⼯协会科技进步奖、中国⽯油⼤学科技进步奖、胜利⽯油管理局科技进步奖等多项奖项。
2.软件概述⽓藏⽔平井压裂优化设计系统是⼀套⽴⾜于⽓藏⽔平井压裂理论和技术的软件系统,通过建⽴⽓、⽔两相三维数值模拟模型和裂缝模型,可以计算不同地层参数(厚度、渗透率、⾮均质等)、井筒参数、压裂参数下的⽓藏压裂⽔平井产能。
FracproPT压裂分析系统(修改稿)FracproPT? 压裂分析系统FracproPT是石油工业中进行支撑剂压裂和酸化压裂设计、分析、操作和优化的优秀的软件。
FracproPT的独特技术在于其实时数据监控和分析能力,其灵活的模型可直接由裂缝诊断技术进行调整,可进行油藏模拟并进行施工后生产分析和经济指标优化。
该软件已在100多个生产、服务和咨询公司中解决了数千次完井问题和生产经济指标的优化问题。
美国天然气研究所授权Pinnacle Technologies对其Fracpro? 系统进行开发、支持和市场工作。
Fracpro的开发始于八十年代,目的是充分解读和利用压裂施工中采集得到的压力数据中所包含的信息。
当时的二维和三维裂缝生长模型所设计和预测的压力数据和实际压力数据有很大的不同,这是该软件研制的起因。
由于净裂缝压力和裂缝维数直接相关,这些设计模型预测得出的裂缝几何形状和裂缝生长的实际情况可能不符,因此,这些模型不能用于指导有效的压裂施工及评价。
Fracpro可以弥补这种理论和实际间的差别。
FracproPT模型可以近似反应所有裂缝生长的物理原理。
裂缝生长参数在裂缝面的若干代表点上汇集,裂缝的压力曲线采用功能系数进行计算。
和实际近似的模型结果用实验室试验值和直接观察值进行修正。
FracproPT系统含有一些容易使用的模块。
压裂模拟器可以在设计模式下以用户输入参数进行计算或在历史拟合模式下采用实时或压后数据库输入测量的施工参数(表面压力、泵入速度、支撑剂浓度)进行计算。
FracproPT系统是进行净压力历史拟合的工具。
为了从压裂的实时压力数据中迅速获取有用信息,在施工前和施工过程中应进行注入程序的诊断性计算。
这些做法可以产生压裂分析的一些关键数据如闭合压力,漏失参数,净压力,求解限制条件在合理范围内的分析解。
裂缝维数和支撑剂位置的最终预测和实际情况达到最可能的近似并可提供给FracproPT的数值模拟器进行生产预测。
FracProPT压裂设计、分析软件简介FracproPT系统是石油工业界的先进压裂软件工具,它提供支撑剂和酸液压裂处理的设计、模拟、分析、执行和优化功能。
FracproPT的独特技术是它的实时数据管理和分析功能;其中包括灵活的、根据裂分分析可进行校正的裂分模型;以及压裂处理后进行生产分析和经济优化的油藏模拟功能。
这一强大的工程工具已在一百多个石油开采、服务及咨询公司中应用,解决它们的完井问题,为成千的压裂工艺和施工提供经济优化分析。
Pinnacle技术公司由美国天然气研究所(GRI,现在叫GTI)授权,对Fracpro 系统进行软件开发、技术支持和市场管理。
Fracpro开发始于80年代,目的是提取和利用压裂处理过程中压力数据所含的“信息”。
此项开发的动力是这些压力数据与当时的两维和三维裂缝模型所预测的几何形状是完全不同的。
由于裂缝净压力是直接与裂缝几何形状有关的,而根据这些早期设计模型预测的裂缝形状无法与裂缝生长过程中的实际情况相匹配。
因此,这些早期模型不能有效地用于压裂分析及评价。
开发Fracpro软件的目的就是架起理论与实际之间的桥梁。
FracproPT模型是利用裂缝生长的基础原理,采用集总裂缝生长参数的方法(在地层中沿裂缝面上的很多点集中起来一些功能系数,而这些功能系数的计算是随泵史、地层性质等而变化)开发出来的三维裂缝模型。
这一实用模型又与直接观测和实验室测试的结果进行“校正”过的。
FracproPT系统是在压裂过程中进行净压力历史拟合的一个独特工具。
为了快速实用地从现场测量的裂缝压力数据中提取有用的信息,在主压裂施工前要进行诊断注入和小型压裂试验。
这些试验步骤将提供裂缝压力分析的重要的数据(如闭合压力,漏失和净压力等),以便在合理的范围内限定分析结果。
这样,裂缝大小和支撑剂布置的预测结果便可以与实际的压裂情况紧密结合在一起,用FracproPT的油藏模拟器来预测生产效果。
同时,各种设计方案可在裂缝优化模型下进行评价。
P-3D三维压裂优化设计软件在坪北油田的应用李静嘉1,3李少明2李雪琴1,3宋健3(1.中国石油大学(北京),北京昌平,102200;2.中石化江汉油田分公司采油工艺研究院,湖北武汉,430035;3. 北京雅丹科技开发有限公司,北京昌平,102249)摘要:P-3D三维压裂优化设计软件应用最先进的压裂设计理论,根据储层性质计算得到最优的裂缝尺寸,并提供压裂施工工序、各级裂缝扩展情况及产能预测等结果。
本文应用该软件对坪北油田进行压裂优化设计,得到的预测产量与实际施工后产量吻合度高,证明软件对油田现场的压裂设计工作具有一定的指导意义。
关键词:压裂;拟三维;优化设计;软件1. 引言P-3D UFD软件全称Pseudo-3 Dimension Unified Fracture Design,是由拥有三十多年石油工程经验的美国休斯顿大学教授Michael Economides及其团队原创研发、由北京雅丹科技开发有限公司商业化开发集成的一套油田三维压裂设计软件,已应用于美国、俄罗斯等多个国家的多个油田,均取得了较好的效果。
本文应用P-3D UFD软件对坪北油田进行压裂优化设计,得到最优裂缝尺寸和压裂施工泵注工序等设计参数,并对压后井的产量进行预测。
2. 软件功能概述P-3D UFD软件包括五个主要功能模块:最优裂缝尺寸设计、泵工序设计、裂缝形态的几何描述、压降计算、压后产能预测。
此外还有PVT参数和经济指标计算等附带功能。
图1为软件的功能框图。
图1 软件功能框图该软件以国际上先进的压裂设计方法[2,3]和理念(支撑剂指数法)作为设计裂缝尺寸的依据,克服传统压裂设计软件由用户凭经验指定裂缝尺寸的不足,支撑剂指数法可以实现储层供给流体能力和裂缝输送流体能力相匹配(裂缝与砂体规模的匹配,裂缝长度与导流能力的匹配),且以获得油井最大产量为目标优化裂缝参数[1]。
软件根据多种流体(原油、气、页岩气等)通过人工裂缝流入水平井筒的不同渗流规律,建立了相应的拟三维模型,因此可以适用于不同类型的油气藏。
压裂设计与优化软件引进及开发的开题报告1. 研究背景随着页岩气等非常规天然气开采技术的快速发展,压裂技术在石油天然气勘探和生产中的应用越来越广泛。
压裂作业的成功与否直接关系到天然气开采的效益,而压裂设计与优化是压裂作业成功的关键。
压裂作业设计与优化是一项繁琐复杂的工作,需要考虑诸多因素,包括地质、地面水位、地质应力等因素。
直接进行全面的试验来研究这些因素对压裂作业的影响,不仅耗时费力,而且成本高昂。
因此,开发一款可以对压裂作业进行设计与优化的软件工具,具有极其重要和实用的意义。
2. 研究目的和意义本文拟引进和开发一款压裂设计与优化软件工具,目的是为了解决压裂作业设计与优化所遇到问题,优化石油气田勘探和开发中的重点环节,提高压裂作业成功率,优化石油气田生态环境,减少天然气开采所带来的环境负担。
该软件工具可以极大地节约开发商的时间和成本,提高开采效益,对石油天然气行业具有重要的现实意义和发展价值。
3. 研究内容本文计划引进和开发一款压裂设计与优化软件,主要涉及以下内容:(1)对现有压裂作业设计和优化方法进行调研、总结和分析,包括压力传递、压裂液流动、裂缝扩展等方面。
(2)通过对压裂作业设计和优化的理论研究,建立合理的数学模型,根据石油气田的实际情况进行模型参数的验证。
(3)编写相应的计算机程序,实现压裂作业设计和优化的计算。
(4)研发一个用户友好型的图形界面,使得用户可以通过该界面输入必要信息,运行设计和优化程序,输出结果报告。
4. 研究方法在完成该工具的开发过程中,采用了以下的技术手段:(1)对现有技术进行调研和总结,包括压裂作业设计和优化的理论、数值计算方法和现有软件的使用情况等方面。
(2)根据调研和分析得到的数据,建立压裂作业设计和优化的数学模型。
(3)编写计算机程序,采用数值计算方法,解决模型所涉及的数学问题。
程序主要使用MATLAB和ANSYS等工具实现。
(4)集成压裂设计与优化的计算程序,并研发图形界面,方便用户输入参数和输出结果。
E-StimPlan全三维压裂设计软件系统用户使用手册天津市北联科技发展有限公司2008年12月目录一、压裂的基本原理 (1)二、软件的基本功能的介绍 (1)2.1软件基本介绍 (1)2.2具体功能的简单介绍 (2)2.2.1主要输入参数 (2)2.2.2分析/设计模式 (4)2.2.3快速模拟模型 (6)2.3数据管理模块 (7)2.3.1压裂数据 (8)2.3.2生产数据 (25)2.3.3经济数据 (30)2.4快速模拟 (34)2.5三维模拟 (38)2.6增产倍比计算 (38)2.7产能分析 (43)2.7.1解析方法 (43)2.7.2数值方法 (50)2.8优化分析 (51)2.8.1解析方法 (51)2.8.2数值方法 (56)2.9压力排量分析 (58)2.9.1测试类型: (61)2.9.2数据导入/导出 (62)2.9.3所有图形 (65)2.9.4数据图形 (66)2.9.5设置/选择测试周期 (72)2.9.6特殊测试分析图形 (74)2.9.7实时数据输入/分析 (74)2.10测井数据处理 (77)2.10.1一般步骤 (77)2.10.2测井/井斜数据输入 (78)2.10.3显示选中的测井曲线 (80)2.10.4定义“产层” (83)2.10.5在测井曲线中自动判定地层压力/模量值 (89)2.10.6传递多层数据到 StimPlan 进行压裂模拟 (92)2.11生成各种图件 (92)2.12生成详细报告 (93)三、通过五个例子介绍软件的具体使用方法 (97)3.1数据“处理” (97)3.2数据分析 (97)3.3裂缝几何尺寸模型 (97)3.4数据库文件的创建和使用 (98)3.5产量数据分析 (98)StimPlan软件培训讲义一、压裂的基本原理利用多媒体进行压裂的基本原理的介绍,讲义的原文为 nsi公司多媒体。
二、软件的基本功能的介绍2.1软件基本介绍StimPlan软件是一个基于个人电脑的水力压裂数字模拟程序,这是 Stimplan的主输入界面。
利用StrPAD软件进行插管封隔器压裂管柱受力分析及校核蒋敏;檀朝东;孙聪聪;李静嘉;王淑华;程志林
【期刊名称】《中国石油和化工》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】压裂过程中采用插管封隔器与配套的插管密封总成、打捞器一同使用,适用于层位封堵、分层开采等多种作业,工作时效长,操作简单,节约成本.本文针对在压裂环境下存在封隔器失效、管柱屈曲等问题,利用油气水井管杆柱受力分析优化设计软件(简称StrPAD)对插管封隔器压裂管柱进行力学分析和校核,满足压裂安全施工的需要.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】蒋敏;檀朝东;孙聪聪;李静嘉;王淑华;程志林
【作者单位】中国石油大学(北京),北京昌平,102249;中国石油大学(北京),北京昌平,102249;中国石油大学(北京),北京昌平,102249;北京雅丹石油技术开发有限公司,北京昌平,102200;北京雅丹石油技术开发有限公司,北京昌平,102200;中国石油大学(北京),北京昌平,102249
【正文语种】中文
【相关文献】
1.不同形式插管封隔器分段压裂管柱力学分析 [J], 邓仲勋
2.油气水井管杆柱受力分析优化设计软件StrPAD的功能设计 [J], 蒋敏;檀朝东;孙聪聪;李静嘉;王淑华
3.连续油管水力喷射环空压裂管柱受力分析及校核 [J], 蒋敏;孙聪聪;程志林;李静
嘉;吴华;刘畅
4.带封隔器的注泡沫管柱受力分析及强度校核 [J], 龚迪光;曲占庆;郭天魁;宋彦男;田雨
5.套管封隔器分段压裂管柱遇卡原因分析及解决方案 [J], 刘红磊;陈作;周林波;秦红祥;杨同玉;薛占峰
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。