压裂管柱力学分析及优化设计软件
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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。