低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法

吼一 ■＝ 【 ｍ ＿ ———— —＿
一
通过理 论分 析 ， 可得 ￣ ｊ ｔ Ｃ Ｆ Ｄ 与ｆ （ Ｃ Ｆ Ｄ ） 关 系 曲线（ 如图 １ ） 。 因此在进 行产 能 评价 时 ， 可 以把利 用普通 直井 来等效 有 限导流垂 直裂 缝直井 ， 从 而更 快捷 的计 算 得到压 裂 井的裂 缝产 能 。 ２ ． 压 裂水 平井 产能 预测 ２ ． １产 能预 测公式 的建 立 设定 无限导 流压 裂水 平井 中， 压力 均匀分 布于 水平井 井筒 ， 压 裂裂缝 具有 无 限导流 能力 ， 储层渗 流模型 中存在５ 条间距相 等 的裂缝 ， 如图Ｚ 所示 。 根据拟 稳 态 当量 井径 模型 ， 籽 每条 裂缝 等效 为一 口直井 ， 则其 等效半 径 分别为 ：
应 用技 术
ｌ Ｉ Ｎ－ ＂ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
低 渗 透 油 藏 压 裂 水 平 井 产 能预 测 与 应 用研 究
李 秀伟
（ 胜 利 石油 工程 有 限公 司井 下 作业 公 司 邮编２ ５ ７ ０ ７ ７ ） ［ 摘 要］ 压 裂 改造 工艺 是 国内 外油 田在勘 测 、 开 采及 开 发过程 中被广 泛 采用 的重 要 的增产 手段 之 一 ， 一般 在实 际生产 中 ， 随 着地 质条 件的 不 同及各 油层 的 特点 ， 该 工艺 也就随之 改变 。 压 裂改造 工艺 的完善 和普及 ， 有 助于扩 大产 能 、 提 升产 量 ， 使有 限的石 油资源 得到最 充分 的利用 。 当前 典型 薄互层 低渗透 油藏 水平 井压 裂技 术得到 了广泛应 用 ， 压 裂后水 平井产 能 的预测对 于压裂施 工及油 田开发 具有重 要的指 导意义 。 本 文结合压 裂水平 井中裂 缝形态分 布及裂 缝 中油 气的渗 流机理 ， 利用 当量 井径 模型 建立 了压 裂水 平井 的产 能预 测公 式 ， 计 算 得到 了压 裂水平 井 的产量 ， 为 同类 油藏 的开 发提供 了借鉴 。 ［ 关键 词］ 压裂 ； 水 平井 ； 产能 预测 ； 导 流 能力 ； 增 产 原理 中图分 类号 ： Ｆ ３ ２ ５ ． ２ ７ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ ５ ９ ０ － ０ １

直斜水平井产能计算直井、斜井和水平井是石油和天然气勘探开采中常用的钻井方式。

它们在产能方面有着各自的优点和适用范围。

首先，直井是最简单常见的钻井方式，井身垂直向下，与地表垂直对接。

直井的优点是施工简单、成本较低。

由于垂直井筒的直接对接，井壁周围的岩石压力较小，较少会造成流体的泄漏。

直井的储量评估一般比较准确，特别是在普通油气藏中。

直井的产能计算通常使用垂直井的流体动力学方程来计算。

产能计算的一个重要因素是流体的渗流。

渗流指的是岩层中液体或气体在岩石孔隙中的流动。

岩石中的孔隙空间通常会被水、石油或天然气等流体填充。

直井产能计算中，渗透率是一个关键参数。

渗透率越高，流体在岩石间的流动能力越强，产能就越大。

直井的渗透率一般可以通过试井数据或其他相关实验得到。

直井的产量主要取决于其井筒的孔隙体积和渗透率，以及油层厚度、油层渗透率等因素。

产量也受到油井和地层的物理参数以及采油工艺的影响。

井筒的孔隙体积可以通过计算和测量得到，而渗透率一般需要通过采集油田的地质数据分析得到。

产能计算的另一个重要因素是油井的生产能力。

生产能力取决于井筒中有效储层的产能和采油工艺的限制。

在直井的情况下，油井生产能力的计算可以使用Darcy定律。

Darcy定律是流体力学中描述渗流速度的基本方程，可以用来计算油井的生产能力。

斜井在产能计算上与直井类似，但由于其倾斜或水平的井筒，斜井的产能通常可以更高。

斜井的优势在于更大的接触面积，增加了井底与储层的接触面积，从而增加了产能。

斜井和水平井在含水层和低渗透油气藏中的应用较为普遍，这些油气藏的产能通过增加接触面积来提高。

水平井是一种特殊的井筒构造，井筒从垂直向井底倾斜，并在井底继续平行于地层延伸，以增加接触面积。

水平井的产能一般远远超过直井和斜井，原因就在于其更大的井底接触面积。

水平井可以最大限度地利用油层的产能，并且常用于低渗透油气藏和深层储层开采。

在水平井的产能计算中，除了考虑井身倾角和储层渗透率外，还需要考虑油井的侧向渗流、压力分布、油层流量和地层参数等因素。

七
吕
删
ｆ Ｌ 轶
：
力 梯度 与渗 透率 、 流体 视黏 度 的关 系式 为
田
生产时间『 月
图１ 裂 缝 半 长 对 单 井产 量 的影 响
ｏ－ ｏ ３・
㈩
从 图 ｌ中可 以看 出 ，初始 产能 随裂 缝半 长 的增 大
式 中： Ｇ 为 地层 最 小 启 动 压 力 梯 度 ， ＭＰ ａ ・ Ｉ Ｔ Ｉ ～ ； Ｋ。 为 地
根据 数值模 型 ， Ｋ。 和 Ｋｉ 均取 ５ ￣ １ ０ ｍ ， 取 ２
ｍＰ ａ ・ ｓ 。由式 （ １ ） 求得 Ｇ 。 ＝ ０ ． ０ １ ８ ＭＰ ａ ・ ｍ－ ， 由式 （ ２ ） 求 得
＝０． ０ ３ ２ ＭＰａ － 。
又会产 生较 强 的缝 间干扰 ， 降低 各条 裂缝 的增 产 效果 。
量 的影 响 见 图 ２ 。
ｌ ６ ０
２ 压 裂 水 平 井 产 能影 响 因 素
用常 规手 段开 发低 渗 、 特 低 渗油藏 。 产 能偏 低 。用
压裂 水平 井开 发 ， 首 先需 要满 足一 定 的产 能 ， 较 高 的单 井产 能是 压 裂水平 井井 网稳 产 的重要 保证 。在特 定储 层 条件下 。影 响 压裂 水平 井产 能 的裂缝 参数 主要 有 裂
而增 大 ， 但 增大 的趋 势逐渐 变缓 。 为保 证压 裂水 平井 的 产 能要 求 。 实 际 裂缝 半 长 不 应 小 于 ３ ０ ｒ ｎ ， 具 体 的裂 缝
半长 应根 据井 网优 化结 果确 定 。
２ ． ２ 裂 缝 间距
层 渗透率 ， １ ０ ｍ ； ／ ｘ为 流体 黏度 ， ｍ Ｐ ａ ・ ｓ 。

R = Re
+ Rr
=
μa 4KLh
+
μ 2πKL
ln
h 2πrw
.
（11）
于是，长水平井的产量计算公式为
q=
pe - pwf R
=
2πKh( pe - pwf )
μ
æ
ç
è
πa 2L
+
h L
ln
h 2πrw
ö
÷
ø
.
（12）
（12）式就是长水平井的产能公式。由图 3 和图 4
可以看出，短水平井为周围供液，长水平井为双向供
的；而径向流的流线向油井是不断收缩的，地层的渗
流阻力也是不断增加的，径向流的生产压差主要损失
在近井地带。
收稿日期：2014-02-17
修订日期：2014-04-01
基金项目：国家科技重大专项（2011ZX05027-003-01）
作者简介：李传亮（1962-），男，山东嘉祥人，教授，博士，油藏工程，（Tel）028-83033291（E-mail）cllipe@.
+
h L
ln
h 2πrw
ö
÷
ø
.
（13）
文献［12］的作者及其引用者都采用（13）式计算
一个 1 000 m×500 m 的矩形泄油区域，中间钻一
口长 500 m 的水平井把泄油区域分成了两个 500 m×
500 m 的正方形区域，地层渗透率为 0.01 D，地层原油
黏度 1 mPa·s，地层厚度 20 m，油井完井半径 0.1 m，油
1 2
+
æ
ç
è
2re L
4

《低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究》篇一低渗-致密油藏分段压裂水平井补充能量研究一、引言在油气开发过程中，低渗和致密油藏因其特殊的储层特性，常常面临开发难度大、采收率低等问题。

为了有效开发这类油藏，分段压裂水平井技术应运而生。

本文将探讨如何通过分段压裂水平井的方式为低渗/致密油藏补充能量，旨在为油气田开发提供新的技术方法和理论依据。

二、低渗/致密油藏的特殊性低渗/致密油藏指的是具有低渗透率和致密结构的储层。

其特性主要表现在储层物性差、油品黏度高、流动性差、采收率低等方面。

这些特性使得传统的垂直井开发方式难以有效开发这类油藏，因此需要寻求新的技术手段。

三、分段压裂水平井技术概述分段压裂水平井技术是一种针对低渗/致密油藏的开采技术。

该技术通过在水平井段进行分段压裂，形成多条裂缝，扩大储层的接触面积，从而提高采收率。

该技术具有以下优点：一是能够显著提高油藏的开采效率；二是可以降低开发成本；三是能够适应各种复杂的储层条件。

四、分段压裂水平井的补充能量机制为低渗/致密油藏采用分段压裂水平井技术进行补充能量的机制主要包括以下几个方面：1. 扩大储层接触面积：通过分段压裂形成多条裂缝，增加储层与井筒的接触面积，提高储层的开发效率。

2. 降低流体流动阻力：裂缝的形成降低了流体在储层中的流动阻力，提高了油气的采收率。

3. 补充地层能量：通过分段压裂，可以沟通更多的地层能量，使油气藏保持较高的压力，有利于油气的开采。

五、研究方法与实验结果本研究采用数值模拟和实验室模拟相结合的方法，对低渗/致密油藏分段压裂水平井的补充能量效果进行研究。

数值模拟主要关注分段压裂过程中裂缝的形成与扩展、流体的流动规律等方面；实验室模拟则通过模拟实际油藏条件下的实验，验证数值模拟结果的准确性。

实验结果表明，采用分段压裂水平井技术能够有效提高低渗/致密油藏的采收率，并显著降低开发成本。

六、结论与展望本研究表明，低渗/致密油藏采用分段压裂水平井技术进行补充能量是可行的，且具有显著的效果。

Ｏｙ ｙ＝ Ｏ
Ｉ
＝
０
ｏ≤ ≤ 口
（） ６
其 中 ｎ， ＝ ， ， ， ； ： ≤ ≤口 ０ ≤ ｂ ｍ ０ １２ … ０ ， ≤Ｙ
由特 征 函数 （３ 式 组成 的特征 函数 系构 成 力： １）
③质 量守 恒
ａｙａｙ ｈ ｔｏ≤≤ （ 一 ｌ： ‘ ＇ ７ Ｊ 盟ｌ ≥０ ｆ ｆ一ｒ ’ ４： ｕ ｋ ＋ 一 冬 ）
设 在 一个 有 限 大有 界 封 闭 的气 藏 中 ， 水平 井 穿 过多条 相互 独 立 的平 行 裂 缝 ； 条 裂 缝 互 相 平 行 ， Ｎ 具 有相 同 的长度 和宽度 ， 裂缝 间距 相 等 ， 条裂缝 的 每
①初始 条件
ｐ Ｉ ０＝ Ｐ ： ０≤ ≤ 口 ０≤ Ｙ≤ ｂ （ ） ， ２
— —
（６ １）
０ ０ ｍ ＝ Ｉ Ｉ
，Ｊ Ｉ
ＩＩ
ｔ —— 时间 ， ｓ ｋ；
坐 标 ，ｌ ｒ； ｆ ｋ ，ｒ ｋ——地层沿 、 Ｙ方向渗透率 ， ； Ｄ 气体 粘度 ， ａｓ ｍＰ ・； Ｃ —— 压缩 系数 ， ａ ＭＰ ～。
（） ８
（） ９
Ｐ ， ， （ ）＝ Ｐ ｐ ＝ ＝ ０ ｉ＝ １２ … ， ， ，， Ⅳ （Ｏ １）
其 ＝ ： 中
记 ｕ＝Ｍ ， ， ） 引入相应 的正交变换 ， （ Ｙ ｔ， 即
Ｆ （ Ｙ ） ＝Ｉ （，， Ｅ ｄｄ ，， ］ ＪＩ Ｙ ） ｘｙ Ｅ ０ ０ ＪＭ
图１ 四分之一 多裂缝气井示意图
根据油气藏渗流理论 ， 由达西定律、 质量守衡定 律， 结合气体的性质 ， 建立了气藏压裂水平井地层非 稳态 渗 流和垂 直井 筒管 流耦 合 的计算模 型 。 弱 可压缩 液体 单相 渗流 方程 为

作 者简 介 ： 张玉 广 （９ ｌ ） 高级工 程师 ， 士 ， １６一 ， 博 研究 方 向： 油工 采
程。
Ｏ ‘ ｘ
＋
ａ ‘
：
Ｊ Ｏ ， ７ ｔ
（） １
初 始 条件 ：
Ｐ ，，＝ ）＝ （ ）ｔ ０ ｐ ，
（） ２
２６ ８２
科
学
技
术
与
工
程
２ ２
１ Ｏ卷
藏往 往达 不 到 所 预 期 的开 发 效 果 。 为 了提 高 产 量
水 平井 不 稳 定 渗 流 下 的 产 能 公 式 。分 析 了 裂 缝 导 流能力 对压 裂水 平 井 产 能 的影 响 ， 出 了不 同裂 缝 给
条 数下 对应 的水 平 井最 优 长度 。
和最 终采 收 率 ， 善 其 开 采 的经 济 效 益 ， 采 用 水 改 常 力 压 裂产生 多 条 裂 缝 ， 大 泄 油 气 面 积 ， 高 纵 向 增 提 和水平 方 向的 扫 油气 范 围 。 由于储 层 渗 透 率 低 ， 压 裂 水平 井 不 稳 定 流 动 的 时 间 要 明 显 长 于 常 规 气 层 中的不 稳 定 流 动 时 间 。虽 然 很 多 学 者 对 压 裂 水 平 井 进行 了研究 ， 研 究 的 内容 往 往是 假 设 油气 藏 内 但 的流动 是稳 态 的 ＿ ， 有 考 虑 时 间对 水 平 井 产 量 ｌ 没 Ｊ 的影 响 ； 对裂 缝参 数 的优 化 问题研 究 较 多 的是 裂 缝
２１ ２月 １日收到 国家自然科学基金重点项目（０３（０ ５８４ ２） ００年 ５６４２、 ０７（３ 、 １ １
稳 渗 流 的偏微 分 控制 方程 为 ：
一

层中渗 流模型 ， 并在 此基础上建立 了油层中渗流和井筒 内管流 耦合的产能模型 ，给出其求解方法 。通过实例计
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聂 权 等 ：压裂水平井的产能研 究
压裂
水平井的产青 研究 Ｅ
聂 权 吴俊 峰 卢 娟 苑 术 生
（ ． 南石 油 大 学 ；２ 中 国石 油 冀 东油 田公 司） １西 ．
摘 要 ： 目前 国内在 多裂缝 水平 井流入动态 的计算方 法、压 裂水平井在低渗透率 油藏中的开 发动态、水
为好 ， 最佳裂缝 长度和 导流 能力与储层渗透率有 关；井 筒长度 存在一个最优 值 。 未来的研 究方向和 工作 重点主
要 是 缝 、 筒 、层 内 的流 体 流 动特 性 等 方 面 的 问题 。
关键词 ：压 裂
水平 井
产 能 裂缝
压裂水平井技术是将水 力压裂和水平井相结 合的技 术 ，主要应 用于低渗透油气藏 。由于仅 用水 力压裂或水 平 井技术 来开发 低渗透油 气藏往往 达不到预 期 的效果 ， 于是 人们想到 了二者结合 的问题 ，即对 水平 井进行水力 压裂 。此方法的优势是能增大泄 油气面 积 ，提 高纵 向和
缝 内气体的非达西流动影响了气体 向井筒内的流动能力 ， 水平井的产气量虽然增加 了， 但增加 的幅度 却在减小 。 对
一
、
研 究现 状
于低渗透气藏 ，特别是长庆低渗透 气藏 ，裂缝 内的导 流 能力对气井产能的影响不是很 明显 ，而缝 长对 气井产能 的影响则 明显 。
自１８ ９ ５年水平 井压裂技术应用于油 田开发以来 ， 国 内外的许 多学者都对这 一新技 术相关的一些理论 问题进
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技 术 创 新

［ 稿 日期 ］２ １—７０ 收 ０００—８
［ 者简 介］朱新 佳 （９ ７ ）女 ， 宁 昌 图人 ， 作 １７一 ． 辽 长城 钻 探 工程 有 限 公 司 地质 研 究 院工 程 师 。
５
第 ２ ４卷
中 国 石油 大 学 胜 利 学 院 学 报
２１ ０ ０年
第 ４ 期
之间 存在相互 干扰现 象 。采用 与裂缝 长度相 同的机 制模 型计算 ， 当裂缝 条数增加 时 ， 日产 气量递 减幅度 Biblioteka Ｄｅ ．２ Ｏ ｃ Ｏｌ
Ｖ ｏ ． Ｎｏ． １ ２４ ４
苏 里 格气 田多 级压 裂水 平井 产 能预 测方 法
朱 新佳
（ 长城 钻 探 工 程 有 限公 司 地 质 研究 院 ， 宁 盘锦 １ ４ １） 辽 ２ ０ ０
［ 摘 要 ］ 根据低渗透气藏压裂水平井基本渗流理论， 对低渗透水平井压后产能影响因素进行分析， 为正
２１ ０ ０年 ｌ ２月 第２ ４卷 第 ４期
中 国石 油 大 学 胜利 学 院学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＳ ｅ ｇ ｉ ｏ ｌｇ ｉ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆ Ｐ ｔ ｏ ｅ ｍ ｏ ｒ ａ ｈ ｎ ｌ Ｃ ｌ ｅ Ｃｈ ｎ ｉｅ ｓｔ ｏ ｅ ｒ ｌ ｕ ｏ ｅ ｙ
ｌ 产 能 影 响 因素
１ １ 裂 缝 长 度 ．
裂缝 长 度 是 影 响 压 裂 水 平 井 产 能 的 重 要 因
量动用 程度 和保 证 水平 井 具有 较 高 的 产能 ， 缝 间 裂
距 过大 ， 会造 成裂 缝 间储量 的损 失 ； 距过 小 ， 间 裂缝
素［ ， 于低 渗透 油 气藏 ， 缝越 长 产量 越 高 ， 一 ５对 ］ 裂 但 定长度后 产量增 加 幅度 逐 渐减 小 ， 沟通 相 邻 砂 体 能

水平井分段压裂效果评价方法及应用【摘要】随着水力压裂技术在低渗透油气藏的应用越来越来广泛，压裂效果的评价开始越来越受到重视，评价结果的准确性是裂缝参数的优化、压裂后产能预测的重要保障，进而降低压裂成本和提高油气采收率。

传统评价方法主要有层次分析、模糊综合评价以及灰色关联分析等，本文首先通过反映像相关性分析与因子分析确定压裂效果评价因子，采用偏好系数将层次分析确定的主观指标权重与相似权法确定的客观权重结合，通过建立单指标未确知测度函数作为因子的隶属度函数，最后结合模糊综合评价对苏里格气田的单井压裂效果进行综合评价，结果经过分析证明了该评价模型的可靠性。

评价的结果可以验证或修正水力压裂中使用的模型，从而达到合理高效开发油气田的目的。

【关键词】压裂效果评价模糊综合评价因子分析层次分析相似权法反映像相关性分析如今随着油气田开发周期的延长并且低渗透油气藏越来越多，水力压裂技术在现场的应用越来越广泛，压裂技术由单一的增产手段早已发展成了一门与油气田勘探、储层保护与改造、采油工程等相结合的综合技术与工艺，在整个开发中占据着极其重要的地位。

而压裂效果评价的成功是压裂成功率、优化裂缝参数、预测压裂后油气田产能的保障[1]。

目前国内低渗透、超低渗透油气藏的开发完全依赖于水力压裂技术的实施，其必要性与重要性使人们在压裂技术的研究中进行了大量的工作，而压裂效果的评价对于发展压裂技术有着极其重要的作用。

由于压裂效果评价的准确性直接关系到油田后期生产措施的调整，因此有必要建立一套有效的压裂效果综合评价的方法[2-3]。

目前综合评价的方法有很多，主要分为主观评价与客观评价两类，例如层次分析法、模糊综合评价法，相似权法，熵信息权构法、灰色系统法，但这些方法都存在一定的局限性，以层次分析和模糊综合评价为代表的主观评价法过于主观，需要依靠专家打分确定权重，难以实现精度的要求[4]；而以相似权法、熵信息权构为代表的客观评价法则没有考虑到指标之间的主观差异，缺乏一定的灵活性[5]。

研究［J］. 石油钻采工艺，2008，30（4）：50-52. ［7］王倩，应海玲，唐永亮，等 . 特低渗透油藏压裂水平井产能
影响因素研究［J］. 新疆石油天然气，2013，9（3）：62-65. ［8］高海红，曲占庆，赵梅 . 压裂水平井产能影响因素的实
图 1 水平井压裂人工裂缝类型示意图
考虑到海上油田后期治理的难度，海上压裂 水平井和陆上常规压裂水平井有所差异。水平段
收稿日期：2021-02-25 基金项目“：十三五”国家科技重大专项（2016ZX05058）。 作者简介：王大为（1982-），男，博士，高级工程师，从事海上油田开发方案研究工作。
q fi
é êarch ê ë
1+
Re - di X fi
2
- arch
1+
dj - di
2ù ú
X fi
ú û
（5）
由于
( ) arch 1 + x2 = ln x + 1 + x2
（6）
可将（5）式简化为 pe - pfj =
( ) μB ∑ ( ) 2πKhh
N-1
qfi ln
i=0
Re X fi
可以近似看作是地层厚度为 w，流动半径为 h/2，边
界压力为 pfj 平面径向流，如图 3 所示。考虑裂缝内
的流动阻力，则有
p fj
-
p wfj
=
qfj μB 2πKfj wj
ln
h 2rw
（8）
式中：pwfj 为第 j 条裂缝底部的井筒压力，Pa。
60
第 17 卷 第 2 期
王大为，等：压裂水平井水平段长度及裂缝参数优化
N-1
∑ Q = qfi i=0

目录硕士学位论文独创性声明 (I)硕士学位论文版权使用授权书 (I)摘要 .................................................................................................................. I I ABSTRACT . (III)第1章绪论 (1)1.1研究目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 净压力计算 (2)1.2.2 水力裂缝与天然裂缝相互作用 (4)1.2.3 压力曲线分析与压裂诊断 (5)1.3 存在的问题及主要研究内容 (6)第2章常规水力压裂压力分析 (7)2.1 裂缝几何模型 (7)2.1.1 Sneddon缝宽模型 (7)2.1.2 Radial模型 (7)2.1.3 PKN模型 (8)2.1.4 KGD模型 (9)2.2 2D裂缝模型压力分析与诊断 (10)2.2.1 施工参数与压力变化关系 (10)2.2.2 不同模型井底净压力变化曲线 (11)2.3 本章小结 (12)第3章水平井净压力计算模型 (13)3.1 静液柱压力计算 (13)3.1.1 HTHP下滑溜水密度变化 (14)3.1.2 HTHP下滑溜水粘度变化 (14)3.1.3 段塞式加砂的液柱压力 (15)3.1.4 案例分析 (16)3.2 滑溜水压裂液摩阻计算 (16)3.2.1 修正降阻比法 (16)3.2.2 案例分析 (17)3.3 近井筒摩阻 (18)3.3.1 孔眼摩阻 (18)3.3.2 等效弯曲度摩阻 (19)3.4 携砂液摩阻 (22)3.4.1 垂直段携砂液摩阻 (23)3.4.2水平井段携砂液摩阻 (24)3.4.3混和加砂模式下的摩阻计算 (33)3.5 闭合应力确定 (34)3.6 本章小结 (37)第4章裂缝分支引起的压力波动 (38)4.1水力裂缝与天然裂缝相互作用机理 (38)4.1.1 岩石破裂准则 (38)4.1.2 水力裂缝与天然裂缝相交准则 (39)4.2 HF与NF相互作用引起的流体压力变化 (46)4.2.1 HF受限于NF (47)4.2.2 T型缝 (48)4.2.3 HF穿过NF (50)4.2.4 HF沿NF转向扩展 (51)4.3 本章小结 (52)第5章净压力波动特征分析初探 (53)5.1 双翼裂缝压力分析图版 (53)5.2 室内水力压裂实验压力曲线特征 (54)5.3 现场施工净压力曲线特征 (60)5.3.1 前置液阶段 (60)5.3.2 加砂阶段 (61)5.4 净压力分析参数及图版 (65)5.4.1 敏感砂比系数 (65)5.4.2 净压力波动特征分析图版 (66)5.5本章小结 (68)第6章施工净压力分析的实际应用 (69)6.1垂直井井底压力计算与分析 (69)6.1.1 小型压裂分析 (70)6.1.2 主压裂分析 (72)6.1.3 改造效果诊断 (73)6.2 水平井井底压力计算与分析 (75)6.2.1 小型压裂分析 (76)6.2.2 主压裂分析 (77)6.2.3 改造效果诊断 (78)6.3 安全砂比计算 (80)6.4 本章小结 (81)第7章成果与认识 (82)参考文献 (83)附录A符号说明 (90)附录B部分核心程序 (92)致谢 (96)第1章绪论1.1研究目的和意义水力压裂是改造油气藏的有效技术，特别是针对致密油气、煤层气、页岩气等非常规储层，水力压裂技术是油气藏储层改造的关键。

合 流动 区 ； 三 区域 为 水 平 井 筒 中 非达 西 流 动 区 ， 第 即为人 工压 裂裂缝 与水 平 井 简 内的 高速 非 达 西 流 动 。压 裂 水 平 井 人 工 裂缝 一 般 有 ３种 形 态 ： 向 横 缝 、 向缝 、 平缝 。本 文 结 合水 平 井 压裂 后 裂 缝 纵 水 形 态和 生产过 程 中油气 在裂 缝 中的渗 流机理 ， 用 应
区域 ， 即为 井 裂缝 与裂 缝 周 围控 制 区 （ 质 ） 耦 基 的
１３ １ 单条裂缝 生产 时地层 中任意一点的压降计算 ． ． 设 水平 井井 轴方 向为 ｌ方 向 ，裂 缝 平 面 与水 ， 平 井井 筒 的 夹 角 为 （ ０＜Ｏ＜９ ） ／ ０ 。将 裂 缝 两 翼 等 分成 ２ ｎ等份 ，将 每 等 份作 为 一 个 点 汇来 研 究 。 这 时 ，裂缝 上点 汇 的 坐标 与 裂缝 的长 度 和 夹 角有 关 。设第 ｉ 裂 缝 起 裂 点 坐 标 为 （ ，Ｙ ） 条 ０ ，左 翼
摘要 ： 建立 了反映特低渗透 油层基质 一裂缝非 达西渗流条件 下水平 井耦 合非 定常流动 的渗 流 数 学模 型，形成 了非达西渗流条件 下压裂水平 井非定常渗 流产 能预 测新 方法 。利 用优 化设计
数 值 模 拟 研 究 裂缝 长 度 、 缝 条 数 、 裂 裂缝 分 布 、 平 井 长 度 、 缝 间距 、 缝 导 流 能 力 等 对 压 裂 水 裂 裂
对象 ， 不考 虑基 质 中流 体 的垂 向渗 流 ， 考 虑 由基 不 质 向井 筒 的直接 渗流 过程 。
１ ３ 数 学模 型 ．
层压 裂水平 井开 采流 动划 分成 ３个 物理 区域 ： 一 第
区域 为远 离人工 裂缝 的流体 渗 流规律 区 ， 即基 质非 达西 渗流 区 ， 它是 基 质非达 西渗 流或 具有 启动 压力 梯度 的流动 控制 区 ； 二 区域 为裂缝 影 响椭 圆控制 第

其 中： 。 ＝ｐ ２ ｉ一
１ ． ７３ ７ ｍｔ ｐ
．
一
（ １ ｎ 一２ ） ； ６＝
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井 压力 恢 复测试 数据 见表 １ ． 经对 △ ∥（ ｐ 一ｐ ２ ）与 △ ｔ 的关系 曲线进 行 线 性 回归得 斜 率 Ａ ＝０ ． ０ ０ ３ ， 由 于该井 测压 数据 是从 井 口套 管 测得 ， 故 需 将 井 口压 式（ ８ ）中 ， 当井 底 压 力 恢 复 无 限 长 （ △ ｆ 一 ∞）
ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ — ＿ ａ ｎ ｄ△ｆ ｐ 。一ｐ
一
８ ２一
西安石油大学学报 （ 自然科学版 ）
２ ． ２ 计 算结 果验证 为了验证 该方 法 的正 确性 ， 选 择 具 有 代表 性 的 低 渗透 气 藏—— 靖 边 马 五 ， 气 藏 作 为研 究 对 象 ， 根 据 气井 试气无 阻流量 和稳定 生产 的产 量 ， 将 气井 分 为高 产井 、 中低 产 井 ． 分类标准见表 ２ ． 选 取 压 力 恢
法 和本文 介 绍 的方 法 计 算 测 试 期 的平 均 地 层 压 力
（ 见表 ３ ） ． 从 表 ３可 以看 出 ， 不 同类 型气井 用 本文 提
出的简便方法计算平均地层压力与 Ｍ Ｂ Ｈ法计算结
果 吻合 程度较 好 ， 绝 对误 差小 于 ０ ． １ ＭＰ ａ ， 相 对误 差 小于 ０ ． ２ １ ％， 说 明本文 方法是 可靠 的．
２
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４． ２ ４２
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（ ２ ）
１ 气 井 平均 地 层 压 力 公 式 推 导
气 井 压力恢 复分 早期 、 中期 和 晚期 ， 描 述压力恢 复 中期 特征 的 Ｈ ｏ ｍｅ ｒ 方程 为

一、低渗致密油藏概述在我国低渗透油藏是指基质渗透率小于0.1mD的油藏。

而致密油藏一般是指在各种类型致密储集层中形成的石油，与石油岩层系的关系主要有吸附、共生或者游离等。

除此之外，致密油藏处于地层中，流动性较差，不能依据常规技术进行勘察和开发。

所以低渗致密油藏的基本概念为处于碳酸盐岩、致密砂岩或是致密灰岩中，且基质渗透率低于0.1mD的油藏。

低渗致密油藏的致密油一般集中在致密储集空间中，该空间多由各种微孔隙构成，同时这些微孔隙的微观形态和连通性影响着致密油的分布及储存状态。

与常规油藏相比低渗致密油藏的孔隙度小于0.1，同时单井产能低，不具备自然工业产能，所以开采方式主要是水平钻井、多段水力压裂等技术。

二、渗流理论与常规油田相比，低渗致密油藏的储层物性以及流体性质差异极大，所以决定着二者间的渗流机理与渗流规律大不相同，这种不同一般体现在低速非线性渗流中。

从渗流机理层面来说，低渗致密油藏的储层渗透率低于常规油藏，这是由其内部结构和环境决定的。

低渗致密油藏内部环境复杂且孔喉狭窄，使得石油经过的通道口径十分细微，所以在流动时液固界面互作用力以及渗流阻力较大。

从渗流规律层面上出发，低渗透多孔介质物性的参数由上覆有效应力控制，从因此低渗致密油藏的渗流规律会出现低速非线性渗流现象，与达西定律不相符。

根据上述分析，低渗致密油藏狭窄的孔喉直径使得该类油藏脆性矿物体积分数高于4/5，因此在开采时储集层很容易被压裂，同时与天然裂缝沟通形成网缝，所以自然产能较低。

在对低渗致密油藏的开采方式进行研究时，经验和理论来源多为低渗--超低渗透油藏，这是因为二者之间在开发时都会损失大量的地层能量。

经过借鉴同时结合大量的实际开采经验，目前我国开采低渗致密油藏时为扩大渗流面积，基本上使用的开发模式为水平多段压裂、体积压裂以及水汽注入补充地层能量等，可以大规模且高效地动用地质储量。

根据理论计算表明，水平井体积压裂前期产量可以大于10倍的直井单井产量，因此是最有效的开采手段。