压裂水平井裂缝参数优化研究_图文(精)

0引言低渗透油藏不经过压裂酸化改造难以达到工业开采价值[1]，自1947年美国进行第一次水力压裂以来，水力压裂技术已取得了惊人的发展。

1998年，张学文[2]应用数值模拟对低渗透油藏压裂直井进行了产能分析。

1999年，张学文等[3]以油藏数值模拟为手段，系统地研究了压裂水平井在低渗透油藏罗1井区压裂水平井裂缝系统优化摘要为了提高水平井压裂效果的成功率和有效率，在压前的施工设计中要充分考虑裂缝参数的优化。

针对水平井压裂特点，在非均质低渗透油藏模型的基础上，以数值模拟软件Eclipse 为技术手段，对影响水平井压裂后产量的裂缝参数包括裂缝方位、裂缝位置、裂缝条数和非均匀裂缝长度等进行了优化研究。

研究结果表明，水平井产量随着裂缝条数、裂缝长度和裂缝导流能力的增加而增加；对于不同裂缝布局，根部和端部裂缝的间距小于内部裂缝的间距；由于裂缝的干扰作用，不同位置的裂缝产量不同，处在中间位置的裂缝产量最低。

关键词低渗透油藏；压裂水平井；裂缝参数优化；产能中图分类号TE348文献标识码A doi 10.3981/j.issn.1000-7857.2012.02.003刘卫东1，2，李玉红1，张雅玲3，韩金良4，杨立君51.中国科学院渗流流体力学研究所，河北廊坊0650072.中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊0650073.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司勘探开发研究院，西安7100214.中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛2665505.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司油气工艺研究院，西安710021Fracture Optimization of Horizontal Wells in Luo1Well Area收稿日期：2011-12-06；修回日期：2011-12-22作者简介：刘卫东，高级工程师，研究方向为油田化学与提高采收率，电子信箱：lwd69@LIU Weidong 1,2,LI Yuhong 1,ZHANG Yaling 3,HAN Jinliang 4,YANG Lijun 51.Institute of Porous Flow and Fluid Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Langfang 065007,Hebei Province,China2.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration &Development-Langfang,Langfang 065007,Hebei Province,China3.Development Research Institute,Changqing Oilfield,China National Petroleum Corporation,Xi'an 710021,China4.School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Qingdao 266550,Shandong Province,China5.Oil &Gas Technology Research Institute,Changqing Oilfield,China National Petroleum Corporation,Xi'an 710021,ChinaAbstract The fracture optimization should be considered in the design for the fracturing constriction before it is put into practice tohave more effective fractures.In view of the characteristics of fractured horizontal wells,in this paper,with the concept model of the non-homogeneous media and the low permeability reservoir and with the Eclipse reservoir simulation software,the fracture parameters are optimized,including the fracture azimuth,the fracture position,the fracture number and the non-uniform fracture length.The results show that the production of the horizontal oil increases with the increase of the number,the length and the conductivity of fractures;for different fractural layouts,the fractures are always in the stagger,with the distance among the outer fractures smaller than that among the inner fractures.Because of fracture's mutual interference actions,different fractures are related with different production rates,and the production related with the most inner fractures turns out to be the lowest.Keywords low permeability reservoir;fractured horizontal well;fracture parameter optimization;productivity28图45种裂缝宽度下采收率变化曲线Fig.4Oil ratios for 5different of fracture widths 中的开发动态。

水平缝压裂参数优化设计随着水平井数量和产量比重的增加，如何成功地开展水平井压裂改造就成了一个难题。

压裂水平井参数的优化设计，是压裂施工前必须要考虑的一个基本问题。

标签：遗传算法；参数优化；压裂目前，水平井压裂参数的优化设计方法有常规正交优化算法和遗传算法，后者试验获得的寻优结果比前者高。

针对遗传算法寻优时生成初始种群的随机盲目性，将正交设计原理与遗传算法相结合，提出了高效的寻优遗传算法，对压裂水平井裂缝参数进行整体优化设计。

从而很好地克服了遗传初值问题的不确定性，极大地提高了参数的优化效率。

1 关键参数的确定在遗传算法的运行过程中，存在着对其性能产生重大影响的一组参数。

这组参数在初始阶段或种群进化过程中，需要合理的选择和控制，以使遗传算法以最佳的搜索轨迹达到最优解。

遗传算法优化压裂水平井井网参数时的编码方式、目标函数设定、遗传概率选取及数值模拟模型基础数据等的应用，均沿用文献中的形式和数值。

文中只对其他一些关键参数提出相应的确定方法。

1.1 种群规模遗传算法是在解的种群上进行的，这一特点使其具有了搜索过程的并行性和全局性，种群的设定对整个遗传算法的运行性能具有基础性的决定作用。

种群规模越大及种群中个体的多样性越高，算法陷入局部解的危险性就越小，但会使得遗传算法的运行效率降低；种群规模太小，遗传算法的搜索空间会受到限制，可能产生未成熟收敛的现象。

在针对具体问题的求解时，种群规模的选取应当通过试验具体分析，得出适合某一问题的最佳种群规模。

通过对不同种群规模下的最末代运算结果进行对比分析，最终选定种群最优规模为25，此时最优个体已经获得，同时，种群的多样性也得到了维持，运算时间又有了保障。

1.2 代数及终止条件终止代数表示遗传算法运行到指定的进化代数之后就停止运行，并将当前群体中的最佳个体作为所求问题的最优解输出。

可利用某种判定准则，当判定出群体已进化成熟、且不再有进化趋势时就可终止算法的运行过程。

常用的判定准则有：（1）连续几代个体平均适应度的差异小于某一个极小的阈值。

煤层气藏水平井分段压裂裂缝参数优化回收煤层气藏水平井分段压裂裂缝参数优化是目前回收煤层气藏主要的采收方法之一。

它主要是为了通过裂缝宽度、深度、常压、表面分散等参数的优化来提高产量和提升回收率。

一、裂缝参数的优化1、优化裂缝宽度：通过对煤层甚至更深地层中测试水平井分段压裂裂缝宽度，根据有利及不利条件来调节裂缝宽度，表面液位较高时多使用细缝法，以及改善岩石的可采度和储存容积；2、优化压裂深度：针对测试水平井分段压裂裂缝的深度，按照反应厚度进行优化，如果反应厚度过厚，可以微调裂缝深度，使其在有利储集区域内延伸；3、优化常压：通过钻井和裂缝配置理论，调整常压系统，适当降低压裂压力，有利于储层裂缝形成及裂缝长度;4、优化表面分散剂：煤层反应性强，易受到各类外部因素的影响，应采用选择合适的水基表面活性剂，在回收煤层气藏建立表面分散效果，同时增加油气采收率。

二、裂缝参数优化的措施1、做好材料选择：根据煤层储集属性以及煤层的性质，选择合适的材料，如适当的黏土及盐类来做裂缝定向；2、采用细小节点裂缝：增加回收煤层气藏效率，可采用细小节点裂缝复合技术，这种双重技术使得缝宽有效提高，有助于提升储量；3、煤层气开发不易结冰技术：煤层气在完成压裂施工后会有大量气体水份混合，如果浸入缝中的水没有完全蒸发，将会形成凝冰，影响油气的采集，可以采用不易结冰技术以增加裂缝的运维效率；4、提高油藏距离：必须根据自然界现状和资源状况，通过多种手段增加油藏距离，如聚合剂、表面活性剂、LA等，以增加运聚效果及储量采收率；总结：在进行回收煤层气藏水平井分段压裂裂缝参数优化时，应采用合理的技术和方法，综合考虑到煤层材料、气体原质及各种技术手段，以及煤层储集属性等因素，有效的优化裂缝的参数设计，提高煤层气的采收率和采收量。

致密砂岩油藏水平井分段压裂布缝与参数优化第一章：绪论1.1 研究背景与意义1.2 市场需求与研究现状1.3 研究目的与内容1.4 研究方法与流程第二章：致密砂岩油藏水平井分段压裂的基础理论2.1 石油地质背景介绍2.2 裂缝产生机理2.3 水平井分段压裂技术原理2.4 相关参数及其影响因素第三章：水平井分段压裂布缝参数优化方法3.1 参数优化的意义和目标3.2 变量的选择和范围确定3.3 参数优化方法的原理与流程3.4 参数优化结果分析与应用第四章：实例分析及优化结果验证4.1 实验设计方案与实验条件4.2 数据采集和处理方法4.3 结果分析与讨论4.4 结论与启示第五章：结论与展望5.1 研究成果总结5.2 现有问题及改进方向5.3 展望与未来研究方向注：本提纲仅作参考，实际情况可根据需要进行修改。

第一章：绪论1.1 研究背景与意义致密砂岩油藏是全球能源开发领域中的热点之一。

由于其低孔、低渗、难以提高采收率等特殊特性，传统开采方法难以有效开发这类油藏资源。

水平井分段压裂技术是一种有效的开发致密砂岩油藏的方法。

目前，国内外学者在此领域开展了大量的研究工作。

然而，目前水平井分段压裂技术仍存在优化的空间。

因此，基于现有技术和经验，综合利用数学方法和模拟实验等手段，优化致密砂岩油藏水平井分段压裂布缝参数对提高采收率、降低成本具有重要意义。

本文旨在探讨不同参数设置对致密砂岩油藏水平井分段压裂效果的影响，并给出相应的优化建议，以为行业发展提供参考。

1.2 市场需求与研究现状高能效低成本的油气开采是国家和企业对于能源领域未来的关键需求和发展目标。

致密砂岩油藏的发现为解决这个问题提供了有力支撑，但是该类油藏的开发难度与成本比常规油气更高。

为了解决问题，降低开发成本并提高开采效率，许多国内外学者在致密砂岩油藏开采领域中开展了大量的研究工作。

水平井分段压裂技术作为一种高效的开发致密砂岩油藏的方法，近年在国际上得到了越来越多的关注和研究。