单井人工裂缝数值模拟

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。

页岩气藏水平井分段多簇压裂与流动数值模拟王伟;姚军;曾青冬;孙海;樊冬艳【摘要】To discover the effect of fracturing parameters on gas production in horizontal wells of shale gas reser-voirs, numerical simulation of staged cluster fracturing and gas flow have been carried out. The model of fracture propagation has taken the effect of stress shadowing into account. The model solved stress and displacement discon-tinuity with displacement discontinuity method, coupled fluid flow in the wellbore and fractures have been solved by Newton iteration method. Taking viscous flow, Knudsen diffusion and adsorption-desorption, shale gas flow after fracturing has been solved by using discrete fracture model. Simulation results show: As to simultaneous propaga-tion of multiple cluster fractures, when fractures spacing become smaller, the deviation angles of side fractures from maximum horizontal principle stress direction become larger, and the width of middle fracture becomes smaller. When fracturing stage number of horizontal well increases, cumulative gas production increases with a decreasing rate. As to a fracturing stage, cumulative gas production of three clusters is larger than that of two clusters. The lar-ger fractures spacing is, the larger cumulative gas production is.%为探究页岩气藏水平井压裂参数对产气量的影响，开展了分段多簇压裂与流动的数值模拟研究。

裂缝单一油田注水开发方式研究X李　弓山文(大庆油田有限责任公司第九采油厂,黑龙江大庆　163411) 摘　要:目前大庆油田低渗透储层多天然和人工裂缝发育,表现出了裂缝性的负面影响即油井见水快、见水后含水上升快和产量递减快的特征。

为此,在微地震和动态分析等技术手段确定储层裂缝的发育状况基础上,结合裂缝性油田的渗流机理和数值模拟结果,对井网的适应性进行有效的评价,优选出适合此类油田高效开发的注采方式。

关键词:新肇油田;裂缝发育特征;线性注水 中图分类号:T E357.6 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)10—0153—021　概况裂缝型油田一次采油大致可分为三个阶段:从裂缝网络中采油;从裂缝和基质岩块中采油;从基质岩层中采油。

一般在一次采油后期进行注水开发,但对于外围低渗透油田如新肇油田:由于渗透率较低,平面非均质性严重,储层物性差异较大,因此采取同步注水开发。

采油九厂投入开发的油田中裂缝型油田以新肇油田最为典型。

油田投入注水开发三年,共出现见注入水井49口,占抽油井总数的24.3%。

见水井分布具有明显的方向性,主要是东西方向的水井排油井见水,49口见水井中东西向见水井数为44口,占见水井数的89.8%。

表现出了裂缝性见水特征,进一步表明,反九点注采井网还存在一定的不适应,制约了区块开发效果的进一步改善,亟须进行储层裂缝发育状况和注采系统调整方式的研究。

2　裂缝特征研究储层中裂缝的存在对油田的注水开发影响较大。

有利的是增加了储油空间与裂缝渗透率;不利的是注水开发过程中水容易沿裂缝突进,造成油层过早见水或水淹。

2.1　裂缝发育程度研究按产状,可把裂缝分为垂直、斜交和水平三类[1]。

按力学性质,裂缝又可分为剪裂缝和张裂缝[]。

按照上述的分类方法,对研究区口井岩心裂缝的发育状况,进行了详细的描述(表1):表1　裂缝基本情况分类统计表裂缝分类及基本特征裂缝条数百分比产状分类垂直1240斜交1860水平//力学类型剪裂缝1550张裂缝1550充填特征无1343泥质00方解石1240沥青517纵向切深(m)<0.117570.1-11240>113岩性裂缝发育状况泥质517过渡岩性1033粉砂岩1550 研究表明:一是储层裂缝均为垂直和斜交裂缝;二是裂缝基本未被填充;三是主要发育过渡岩性和粉砂岩裂缝;四是在20口观察井中,共发现104条裂缝,岩心长度1001.27m,裂缝发育频率为0.104条/m 。

裂缝性储层关键参数测井计算方法摘要：在20世纪末开始规模开发，由于储量动用难度大，截止目前仍有较大的储量未动用，后续的滚动开发仍然具有一定潜力。

研究区下沟组发育扇三角洲－湖泊相沉积体系，储集层岩性主要有碳酸盐岩和碎屑岩，2类储层均见到工业油流，储层孔隙度分布在1%～10%之间，主要集中在3%～5%，细砂岩孔隙度略大，介于2%～6%之间;渗透率分布在1～5×10－3μm2，平均4．4×10－3μm2，属特低孔－特低渗储层，裂缝的发育改善了储层的储集及渗滤能力，使储层具有良好的储集性能。

基于此，本文对裂缝性储层关键参数测井计算方法进行研究，作出以下讨论仅供参考。

关键词：裂缝性储层；关键参数；测井；计算方法引言不完全统计显示，裂缝性储层的油气储量约占国内全部储量的50%。

裂缝储层主要由碳酸盐岩、砂砾岩组成，渗漏通道主要是裂缝，根据裂缝大小，可能会分成大裂缝和小裂缝。

裂缝性储层与页岩和碎石储层相比是特殊的，因此该类储层的主要参数计算成为石油和天然气开采的困难之一。

1岩心观察在钻井取心的岩心或者岩屑样品中，可以见到填充物，确认岩样中是否有裂纹。

岩石中的裂缝通常是由地下应力的变化形成的，并向外延伸，因此根据采集的岩心进行分析后，可以大致计算裂缝间隙的大小以及裂缝的长度、宽度和切割度，还可以计算裂缝的倾斜角度以及特定的位置和渗透性，这些数字对裂缝分析和研究至关重要。

2裂缝解释裂缝性油藏的有利储层中裂缝发育是关键，裂缝开度、密度、倾角、渗透率、孔隙度等参数计算至关重要，其分析手段主要来源于成像测井和常规测井，成像测井解释裂缝基本为定性描述，常规测井主要依赖深浅侧向曲线计算裂缝参数，解释结果不够系统，由此，设计多个曲线的多因素综合方法以全面评价裂缝属性。

2.1裂缝发育程度定量评价裂缝发育程度在3个方面有较强敏感性:①成像测井能量衰减越大、高角度缝越发育，则说明储层裂缝越发育;②井径曲线扩径有较强响应;③与白云岩体积含量正相关的岩性综合系数NC越大，储层越有条件发育裂缝。

水力压裂裂缝三维扩展 ABAQUS 数值模拟研究张汝生;王强;张祖国;孙志宇;林鑫【摘要】油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程。

建立了水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程，引入了二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则，考虑流体在裂缝面横向、纵向流动，采用有限元计算软件ABAQUS 中的 Soil 模块模拟岩石水力压裂的三维复合裂缝起裂与扩展。

通过其黏结单元设定裂缝延伸方向，编写用户子程序并嵌入 ABAQUS 主程序中，以确定初始地应力场、渗流场、随深度变化的孔隙度及随时间变化的滤失系数。

从数值模拟结果可以得到水力压裂泵注不同时刻裂缝几何形态、缝内压力分布、岩石变形及其应力分布、孔隙压力分布、压裂液滤失量以及压裂液流体特性、排量、上下隔层应力差、滤失系数等参数对裂缝几何尺寸的影响。

【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P69-72)【关键词】水力压裂;裂缝扩展;流固耦合;ABAQUS有限元;数值模拟【作者】张汝生;王强;张祖国;孙志宇;林鑫【作者单位】中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE319裂缝扩展几何形态是水力压裂设计中需要考虑的一个重要因素，对裂缝延伸范围的正确预测可以合理选择压裂施工参数，并对产能进行准确评估。

随着压裂优化设计技术的发展，压裂裂缝延伸数值模拟模型也从二维发展到拟三维，直到目前的全三维模型［1-5］。

对这些模型的数学求解大多采取有限差分格式，且计算过程中假设岩石为线弹性材料而不是弹塑性孔隙材料，这样必然与实际情况有较大偏差。

六、历史拟合方法及技巧数值模拟过程（特别是历史拟合）是一项复杂的、消耗人力和机时的繁琐工作，如不遵循一定步骤，掌握一定技巧，可能陷入难以解脱的矛盾之中。

一般认为，同时拟合全区和单井的压力、含水和油气比难以办到，必须将历史拟合过程分解为相对比较容易的步骤进行。

历史拟合一般采取以下几个步骤：1确定模型参数的可调范围；2对模型参数全面检查；3历史拟合；1）.全区和单井压力拟合；2）.全区和单井含水拟合；3）.单井生产指数拟合。

（一）确定模型参数的可调范围确定模型参数的可调范围是一项重要而细致的工作，需收集和分析一切可以利用的资料。

首先分清哪些参数是确定的，哪些参数是可调的。

资料及专家介绍：孔隙度允许修改范围±30％；渗透率视为不定参数，可修改范围±3倍或更多；有效厚度，由于源于测井资料，与取心资料对比偏高30％左右，主要是钙质层和泥质夹层没有完全挑出来，视为不定参数，可调范围-30％左右；流体压缩系数源于实验室测定，变化范围小，视为确定参数；岩石压缩系数源于实验测定，但受岩石内饱和流体和应力状态的影响，有一定变化范围；同时砂岩中与有效厚度相连的非有效部分，也有一定孔隙和流体在内，在油气运移中起一定弹性作用。

因而，允许岩石压缩系数可以扩大一倍；相对渗透率曲线视为不定参数，允许作适当修改；油、气的PVT性质，视为确定参数；油水界面，在资料不多的情况下，允许在一定范围内修改。

（二）对模型参数全面检查工资油藏数值模拟的数据很多，出现错误的可能性很大。

为此，在进行历史拟合之前，对模型数据进行全面检查是十分必要的。

数据检查包括模拟器自动检查和人工检查两方面，缺一不可。

模拟器自动检查包括：1、各项参数上下界的检查对各项参数上下界的检查，发现某一参数超过界限，打出错误信息。

1）.检查原始地质储量并与容积法计算进行比较；N = 7758?A×h×Φ×Soi/Boi2）.检查所有原始油藏性质图和输入数据。

CMG－STARS热采、化学驱、冷采及其它先进开采方式数值模拟软件软件功能及国内外实例介绍加拿大计算机模拟软件集团（CMG）目录一、CMG总体介绍（以问答形式）3二、CMG－STARS软件功能介绍10（一）CMG－STARS化学驱模块数值模拟功能介绍101、聚合物驱功能及特点：102、凝胶功能及特点：12（二）CMG－STARS蒸汽辅助重力泄油模拟功能介绍13（三）CMG－STARS出砂冷采以及适度出砂模拟功能介绍15三、CMG－STARS软件国内外应用实例17（一）聚合物驱国内实例17（二）表面活性剂驱国内实例－华北油田淖50断块19（三）三元复合驱国外实例－北美海上油田20（四）凝胶调剖国内实例21（五）国外凝胶调剖实例1－奥地利leoben大学22（六）蒸汽辅助重力泄油（SAGD）实例－Conoco 22（7）稠油出砂冷采及适度出砂实例23（八）泡沫驱实例－挪威的SINTEF石油研究公司24（九）热水驱＋注N2泡沫采油实例25（十）微生物采油实例27（十一）电磁加热稠油开采实例：28一、CMG总体介绍1．C MG 公司简介CMG公司(加拿大计算机模拟软件集团)是1977年在加拿大阿尔伯达省卡尔加里市成立的数模研究机构。

依靠在数模软件研究开发及应用方面的丰富经验并经过二十多年的成功拓展，从最初由政府资助的研究机构发展成为成功的上市公司，是全世界发展最快的石油数模软件开发公司。

公司总部设在加拿大阿尔伯达省卡尔加里，在伦敦、休斯敦、卡拉卡斯和北京设有分公司或办事处。

2．国际资质认证机构认证情况在技术测试方面，CMG在以往的SPE数值比较测试中，差不多参与了所有的测试，而且得到了良好的评价。

CMG公司旗下聚积了许多在国际石油数模领域极具影响力的技术专家，在每年全球大型的技术交流会(包括：SPE、CIM等地)上发表了大量有影响性的文章，在油藏数值模拟科技研究上一直保持着领先地位，提供了许多技术服务给国际数模界。

导水裂隙带高度的数值模拟分析及实测高琳【摘要】通过单轴压缩实验获取岩石力学参数,采用经验公式对浅埋薄煤层工作面导水裂隙带进行理论预计,使用FLAC3D软件进行数值模拟,并使用双端堵水器进行现场实测对模拟结果进行验证.研究表明,采空区上覆岩由于受到剪切力和张拉力发生塑性破坏而产生贯通裂隙,而弯曲带岩土层仍处于弹性状态,通过塑性区的破坏范围能够较为准确的判断导水裂隙发育最大高度,相比现场实测能大量减少对人力、物力的投入,为矿井安全生产提供有效指导.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2016(025)005【总页数】4页(P19-22)【关键词】导水裂隙带;数值模拟;塑性区;现场实测【作者】高琳【作者单位】山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590【正文语种】中文【中图分类】TD311根据覆岩破坏状况，目前将采场覆岩由下至上划分为垮落带、裂隙带和弯曲带，垮落带和裂隙带又被称为导水裂隙带。

裂隙带最高点至回采上边界的垂直距离，称为导水裂隙带高度(简称导高)。

针对导水裂隙带高度的判断，我国学者通过理论分析、数值模拟和现场实测等方法进行了较多的研究[1]。

高延法、黄万朋[2]在现场实测数据的基础上提出采用岩层中间层层向拉伸率判断导高的方法，并给出了相应的计算公式；陈荣华、白海波[3]等采用RFPA2D软件对导高进行了模拟，并用地面钻孔冲洗液消耗量的现场实测进行了验证；施龙青[4]等针对计算导水裂隙带高度经验公式的不足，推导出了考虑开采厚度、深度、岩石力学性质等因素的导水裂隙带理论计算公式；马亚杰、武强[5]采用BP人工神经网络方法建立了导水裂隙高度预测的三层BP网络。

本文根据某矿的覆岩及煤层赋存条件，综合了理论预计、FLAC3D数值模拟、实测验证对导水裂隙带发育高度进行精确判断，使之能够有效指导矿井安全生产。

5103工作面为某矿五煤水平第二个工作面，工作面走向长859 m，倾斜长148 m，埋深275 m。

油气压裂层数计算公式油气压裂是一种常用的增产技术，通过在井孔中注入高压液体，使岩石裂缝扩展，从而增加油气的产量。

在进行油气压裂作业时，需要对裂缝的数量进行计算，以便确定压裂效果和产量。

本文将介绍油气压裂层数计算公式，并对其应用进行讨论。

油气压裂层数计算公式可以用来估算在一次压裂作业中形成的裂缝层数。

通常情况下，裂缝层数与岩石的物理性质、井孔的几何形状、压裂液的性质和压裂参数等因素有关。

下面是一个常用的油气压裂层数计算公式：\[N = \frac{0.63 \times Q \times S}{W \times L}\]其中，N代表裂缝层数，Q代表压裂液的流量，S代表岩石的裂缝参数，W代表岩石的裂缝宽度，L代表裂缝的长度。

在实际应用中，油气压裂层数计算公式可以根据具体的情况进行调整和修正。

例如，当岩石的物理性质发生变化时，裂缝参数S也会随之变化。

此时，可以通过实验或者数值模拟的方法来确定S的数值。

另外，压裂液的流量Q、岩石的裂缝宽度W和裂缝的长度L也会受到多种因素的影响，需要根据实际情况进行调整。

油气压裂层数计算公式的应用可以为油气田的开发提供重要的参考依据。

通过对裂缝层数的计算，可以评估压裂作业的效果，指导后续的生产作业。

此外，裂缝层数的计算还可以为油气储层的评价提供数据支持，帮助工程师更好地理解井孔的物理特性和产能潜力。

在实际的油气田开发中，油气压裂层数计算公式也常常与其他工程技术相结合，以实现更好的生产效果。

例如，可以通过对裂缝层数的计算结果进行优化设计，调整压裂参数和工艺流程，以提高油气的产量和采收率。

此外，裂缝层数的计算还可以为油气田的开发规划和投资决策提供科学依据，帮助企业更好地利用资源，提高经济效益。

总之，油气压裂层数计算公式是油气田开发中的重要工具，可以为工程师提供重要的参考数据，指导油气压裂作业的设计和实施。

通过对裂缝层数的计算，可以更好地理解井孔的物理特性和产能潜力，为油气田的开发提供科学依据。