張超 李磊 梁繼文 楊仲涵 鄭浩鵬 葛俊瑞
摘 要:射孔完井是水平氣井重要的完井方式,該文研究了射孔密度、射孔深度、孔眼半徑和布孔方式4個關(guān)鍵參數(shù),揭示了射孔參數(shù)對表皮系數(shù)、水平氣井產(chǎn)能的影響規(guī)律。通過實例計算結(jié)果表明,射孔密度、射孔深度的增大有利于降低水平井表皮系數(shù),增加氣井產(chǎn)能,特別當射孔深度大于鉆井損害帶半徑時,增產(chǎn)效果明顯??籽郯霃綄Ρ砥は禂?shù)和氣井產(chǎn)能影響不大。
關(guān)鍵詞:水平井 射孔完井 產(chǎn)能 影響因素
中圖分類號:TE328 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)02(c)-0081-04
水平井在油氣田開發(fā)中應(yīng)用日益廣泛,可增加儲層泄油面積,提高油氣產(chǎn)量,國內(nèi)外成功的水平井產(chǎn)量是直井的4~6倍[1],取得了良好的應(yīng)用效果。射孔完井方式在水平井開發(fā)中應(yīng)用較為廣泛,通過射穿套管、水泥環(huán)直到地層,在井筒與儲層之間建立流體通道。儲層流體通過射孔孔眼進入井筒,水平井的產(chǎn)能主要受油藏參數(shù)、射孔參數(shù)和污染參數(shù)的影響,多因素共同作用導(dǎo)致水平井的產(chǎn)能計算較為復(fù)雜[2]。該文根據(jù)水平氣井射孔完井表皮系數(shù)和產(chǎn)能計算模型,分析了射孔參數(shù)的影響規(guī)律。
1 射孔完井水平氣井產(chǎn)能計算模型
水平井采用射孔完井時,將給儲層帶來不可避免的射孔損害,引起產(chǎn)能低于儲層自然產(chǎn)能。射孔損害主要表現(xiàn)為儲層打開程度不完善,流體在井眼附近處流動出現(xiàn)彎曲、聚集等現(xiàn)象引起的附加壓降,同時孔眼形成過程中,孔眼周圍的巖石被壓實造成滲透率降低,引起井底附加壓降。
目前針對射孔完井水平氣井產(chǎn)能方面的研究,一般不考慮水平段的附加壓降損失,部分研究中雖考慮了壓降,但只有水平段的摩擦壓降。而射孔孔眼處流體的加速引起的損失、孔眼處流體進入水平段產(chǎn)生的混合壓力損失,這兩種壓降損失將影響射孔完井的表皮系數(shù),進而影響水平氣井產(chǎn)能。
2 表皮系數(shù)計算模型
水平氣井的產(chǎn)能與表皮系數(shù)關(guān)系緊密,其中包括鉆井污染表皮系數(shù)、裸眼水平井的鉆井損害表皮系數(shù)和水平井射孔損害表皮系數(shù)。其中采用孔眼幾何表皮系數(shù)、射孔壓實損害表皮系數(shù)來表達射孔孔眼處流體的加速引起的壓降、孔眼處流體進入水平段產(chǎn)生的壓降。
2.1 鉆井污染表皮系數(shù)
鉆井時通過DST測試獲得地層資料,地層資料的解釋和分析獲得鉆井污染表皮系數(shù)的值。
2.2 裸眼水平井的鉆井損害表皮系數(shù)
3 產(chǎn)能影響因素分析
井位確定后氣藏參數(shù)和鉆井污染參數(shù)均已確定,影響水平井射孔完井產(chǎn)能的因素主要為射孔參數(shù),包括射孔密度、射孔深度、孔眼半徑、相位角等,分別分析不同參數(shù)的影響規(guī)律,為優(yōu)選射孔參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
取一口實際水平氣井數(shù)據(jù),對射孔完井的產(chǎn)能進行預(yù)測和分析。氣藏參數(shù)為:油層有效厚度m,油層水平方向um2,垂向的滲透率um2,天然氣粘度MPa·s,水平段長度 m,井眼半徑m,鉆井損害帶滲透率um2,鉆井損害帶半徑 m,溫度,偏差系數(shù)。計算中未考慮鉆井污染表皮系數(shù)。
3.1 射孔密度
射孔密度對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖1、圖2所示。隨著射孔密度的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)減小,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量增加。這是因為射孔密度的增加擴大了井筒和儲層的接觸面積。
3.2 射孔深度
射孔深度對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖3、圖4所示。隨著射孔深度的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)增加,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量逐漸增加。當射孔深度小于鉆井損害帶半徑0.3 m時,產(chǎn)量較低;當射孔深度超過0.3 m后,產(chǎn)量得到了明顯提高。
3.3 孔眼半徑
孔眼半徑對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖5、圖6所示。隨著孔眼半徑的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)減小,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量稍有增加。孔眼半徑從0.01 m增加到0.02 m,產(chǎn)量僅增加10.8%,其影響作用較小。
3.4 布孔方式
布孔方式(射孔相位角)對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖7、圖8所示。通過對0 °、45 °、60 °、90 °、120 °、180 °六種射孔相位角的計算可知,60 °相位角時水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)最小,水平井射孔損害表皮系數(shù)最小,總表皮系數(shù)也最小,氣井的產(chǎn)量達到最高。
4 結(jié)語
(1)水平氣井采用射孔完井方式時,射孔密度、射孔深度、射孔孔眼半徑和射孔相位角都是重要的影響因素,其中射孔孔眼半徑的影響相對較小。
(2)射孔密度、射孔深度的增加會提高井筒與儲層流體的接觸面積,有利于降低表皮系數(shù),增加水平氣井的產(chǎn)量。
(3)射孔孔眼半徑的增加可以降低表皮系數(shù),增加水平氣井的產(chǎn)量,但其影響程度較小,當孔眼半徑增大到一定程度后,作用效果已不明顯。
(4)射孔相位角對表皮系數(shù)和產(chǎn)量的影響規(guī)律不明顯,文中實例采用60°射孔相位角時能夠獲得最好的產(chǎn)能。
參考文獻
[1] 祝金利,李德海,姜漢橋,等.影響水平井射孔完井產(chǎn)能的多因素分析[J].西南石油大學(xué)學(xué)報,2008,30(2):97-100.
[2] 李賓元,稅其達,廖潤康.水平井完井與防砂[M].四川成都:成都科技大學(xué)出版社,1994.
[3] 竇宏恩.預(yù)測水平井產(chǎn)能的一種新方法[J].石油鉆采工藝,1996,18(1):76-78.
[4] 劉健,練章華,林鐵軍.水平井不同完井方式下產(chǎn)能預(yù)測方法研究[J].特種油氣藏,2006,13(1):60-63.
[5] 劉健,練章華,林鐵軍.水平井完井總表皮系數(shù)計算新方法[J].鉆采工藝,2006,29(2):10-13.
[6] 董長銀,武龍,王愛萍,等.不同完井方式水平井表皮系數(shù)及產(chǎn)能評價新方法[J].特種油氣藏,2009,16(6):77-81.
[7] 曾文廣,米強波.水平井射孔完井表皮系數(shù)分解計算方法[J].鉆井液與完井液,2005,22(S1):105-106.endprint
摘 要:射孔完井是水平氣井重要的完井方式,該文研究了射孔密度、射孔深度、孔眼半徑和布孔方式4個關(guān)鍵參數(shù),揭示了射孔參數(shù)對表皮系數(shù)、水平氣井產(chǎn)能的影響規(guī)律。通過實例計算結(jié)果表明,射孔密度、射孔深度的增大有利于降低水平井表皮系數(shù),增加氣井產(chǎn)能,特別當射孔深度大于鉆井損害帶半徑時,增產(chǎn)效果明顯??籽郯霃綄Ρ砥は禂?shù)和氣井產(chǎn)能影響不大。
關(guān)鍵詞:水平井 射孔完井 產(chǎn)能 影響因素
中圖分類號:TE328 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)02(c)-0081-04
水平井在油氣田開發(fā)中應(yīng)用日益廣泛,可增加儲層泄油面積,提高油氣產(chǎn)量,國內(nèi)外成功的水平井產(chǎn)量是直井的4~6倍[1],取得了良好的應(yīng)用效果。射孔完井方式在水平井開發(fā)中應(yīng)用較為廣泛,通過射穿套管、水泥環(huán)直到地層,在井筒與儲層之間建立流體通道。儲層流體通過射孔孔眼進入井筒,水平井的產(chǎn)能主要受油藏參數(shù)、射孔參數(shù)和污染參數(shù)的影響,多因素共同作用導(dǎo)致水平井的產(chǎn)能計算較為復(fù)雜[2]。該文根據(jù)水平氣井射孔完井表皮系數(shù)和產(chǎn)能計算模型,分析了射孔參數(shù)的影響規(guī)律。
1 射孔完井水平氣井產(chǎn)能計算模型
水平井采用射孔完井時,將給儲層帶來不可避免的射孔損害,引起產(chǎn)能低于儲層自然產(chǎn)能。射孔損害主要表現(xiàn)為儲層打開程度不完善,流體在井眼附近處流動出現(xiàn)彎曲、聚集等現(xiàn)象引起的附加壓降,同時孔眼形成過程中,孔眼周圍的巖石被壓實造成滲透率降低,引起井底附加壓降。
目前針對射孔完井水平氣井產(chǎn)能方面的研究,一般不考慮水平段的附加壓降損失,部分研究中雖考慮了壓降,但只有水平段的摩擦壓降。而射孔孔眼處流體的加速引起的損失、孔眼處流體進入水平段產(chǎn)生的混合壓力損失,這兩種壓降損失將影響射孔完井的表皮系數(shù),進而影響水平氣井產(chǎn)能。
2 表皮系數(shù)計算模型
水平氣井的產(chǎn)能與表皮系數(shù)關(guān)系緊密,其中包括鉆井污染表皮系數(shù)、裸眼水平井的鉆井損害表皮系數(shù)和水平井射孔損害表皮系數(shù)。其中采用孔眼幾何表皮系數(shù)、射孔壓實損害表皮系數(shù)來表達射孔孔眼處流體的加速引起的壓降、孔眼處流體進入水平段產(chǎn)生的壓降。
2.1 鉆井污染表皮系數(shù)
鉆井時通過DST測試獲得地層資料,地層資料的解釋和分析獲得鉆井污染表皮系數(shù)的值。
2.2 裸眼水平井的鉆井損害表皮系數(shù)
3 產(chǎn)能影響因素分析
井位確定后氣藏參數(shù)和鉆井污染參數(shù)均已確定,影響水平井射孔完井產(chǎn)能的因素主要為射孔參數(shù),包括射孔密度、射孔深度、孔眼半徑、相位角等,分別分析不同參數(shù)的影響規(guī)律,為優(yōu)選射孔參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
取一口實際水平氣井數(shù)據(jù),對射孔完井的產(chǎn)能進行預(yù)測和分析。氣藏參數(shù)為:油層有效厚度m,油層水平方向um2,垂向的滲透率um2,天然氣粘度MPa·s,水平段長度 m,井眼半徑m,鉆井損害帶滲透率um2,鉆井損害帶半徑 m,溫度,偏差系數(shù)。計算中未考慮鉆井污染表皮系數(shù)。
3.1 射孔密度
射孔密度對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖1、圖2所示。隨著射孔密度的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)減小,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量增加。這是因為射孔密度的增加擴大了井筒和儲層的接觸面積。
3.2 射孔深度
射孔深度對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖3、圖4所示。隨著射孔深度的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)增加,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量逐漸增加。當射孔深度小于鉆井損害帶半徑0.3 m時,產(chǎn)量較低;當射孔深度超過0.3 m后,產(chǎn)量得到了明顯提高。
3.3 孔眼半徑
孔眼半徑對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖5、圖6所示。隨著孔眼半徑的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)減小,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量稍有增加??籽郯霃綇?.01 m增加到0.02 m,產(chǎn)量僅增加10.8%,其影響作用較小。
3.4 布孔方式
布孔方式(射孔相位角)對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖7、圖8所示。通過對0 °、45 °、60 °、90 °、120 °、180 °六種射孔相位角的計算可知,60 °相位角時水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)最小,水平井射孔損害表皮系數(shù)最小,總表皮系數(shù)也最小,氣井的產(chǎn)量達到最高。
4 結(jié)語
(1)水平氣井采用射孔完井方式時,射孔密度、射孔深度、射孔孔眼半徑和射孔相位角都是重要的影響因素,其中射孔孔眼半徑的影響相對較小。
(2)射孔密度、射孔深度的增加會提高井筒與儲層流體的接觸面積,有利于降低表皮系數(shù),增加水平氣井的產(chǎn)量。
(3)射孔孔眼半徑的增加可以降低表皮系數(shù),增加水平氣井的產(chǎn)量,但其影響程度較小,當孔眼半徑增大到一定程度后,作用效果已不明顯。
(4)射孔相位角對表皮系數(shù)和產(chǎn)量的影響規(guī)律不明顯,文中實例采用60°射孔相位角時能夠獲得最好的產(chǎn)能。
參考文獻
[1] 祝金利,李德海,姜漢橋,等.影響水平井射孔完井產(chǎn)能的多因素分析[J].西南石油大學(xué)學(xué)報,2008,30(2):97-100.
[2] 李賓元,稅其達,廖潤康.水平井完井與防砂[M].四川成都:成都科技大學(xué)出版社,1994.
[3] 竇宏恩.預(yù)測水平井產(chǎn)能的一種新方法[J].石油鉆采工藝,1996,18(1):76-78.
[4] 劉健,練章華,林鐵軍.水平井不同完井方式下產(chǎn)能預(yù)測方法研究[J].特種油氣藏,2006,13(1):60-63.
[5] 劉健,練章華,林鐵軍.水平井完井總表皮系數(shù)計算新方法[J].鉆采工藝,2006,29(2):10-13.
[6] 董長銀,武龍,王愛萍,等.不同完井方式水平井表皮系數(shù)及產(chǎn)能評價新方法[J].特種油氣藏,2009,16(6):77-81.
[7] 曾文廣,米強波.水平井射孔完井表皮系數(shù)分解計算方法[J].鉆井液與完井液,2005,22(S1):105-106.endprint
摘 要:射孔完井是水平氣井重要的完井方式,該文研究了射孔密度、射孔深度、孔眼半徑和布孔方式4個關(guān)鍵參數(shù),揭示了射孔參數(shù)對表皮系數(shù)、水平氣井產(chǎn)能的影響規(guī)律。通過實例計算結(jié)果表明,射孔密度、射孔深度的增大有利于降低水平井表皮系數(shù),增加氣井產(chǎn)能,特別當射孔深度大于鉆井損害帶半徑時,增產(chǎn)效果明顯。孔眼半徑對表皮系數(shù)和氣井產(chǎn)能影響不大。
關(guān)鍵詞:水平井 射孔完井 產(chǎn)能 影響因素
中圖分類號:TE328 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)02(c)-0081-04
水平井在油氣田開發(fā)中應(yīng)用日益廣泛,可增加儲層泄油面積,提高油氣產(chǎn)量,國內(nèi)外成功的水平井產(chǎn)量是直井的4~6倍[1],取得了良好的應(yīng)用效果。射孔完井方式在水平井開發(fā)中應(yīng)用較為廣泛,通過射穿套管、水泥環(huán)直到地層,在井筒與儲層之間建立流體通道。儲層流體通過射孔孔眼進入井筒,水平井的產(chǎn)能主要受油藏參數(shù)、射孔參數(shù)和污染參數(shù)的影響,多因素共同作用導(dǎo)致水平井的產(chǎn)能計算較為復(fù)雜[2]。該文根據(jù)水平氣井射孔完井表皮系數(shù)和產(chǎn)能計算模型,分析了射孔參數(shù)的影響規(guī)律。
1 射孔完井水平氣井產(chǎn)能計算模型
水平井采用射孔完井時,將給儲層帶來不可避免的射孔損害,引起產(chǎn)能低于儲層自然產(chǎn)能。射孔損害主要表現(xiàn)為儲層打開程度不完善,流體在井眼附近處流動出現(xiàn)彎曲、聚集等現(xiàn)象引起的附加壓降,同時孔眼形成過程中,孔眼周圍的巖石被壓實造成滲透率降低,引起井底附加壓降。
目前針對射孔完井水平氣井產(chǎn)能方面的研究,一般不考慮水平段的附加壓降損失,部分研究中雖考慮了壓降,但只有水平段的摩擦壓降。而射孔孔眼處流體的加速引起的損失、孔眼處流體進入水平段產(chǎn)生的混合壓力損失,這兩種壓降損失將影響射孔完井的表皮系數(shù),進而影響水平氣井產(chǎn)能。
2 表皮系數(shù)計算模型
水平氣井的產(chǎn)能與表皮系數(shù)關(guān)系緊密,其中包括鉆井污染表皮系數(shù)、裸眼水平井的鉆井損害表皮系數(shù)和水平井射孔損害表皮系數(shù)。其中采用孔眼幾何表皮系數(shù)、射孔壓實損害表皮系數(shù)來表達射孔孔眼處流體的加速引起的壓降、孔眼處流體進入水平段產(chǎn)生的壓降。
2.1 鉆井污染表皮系數(shù)
鉆井時通過DST測試獲得地層資料,地層資料的解釋和分析獲得鉆井污染表皮系數(shù)的值。
2.2 裸眼水平井的鉆井損害表皮系數(shù)
3 產(chǎn)能影響因素分析
井位確定后氣藏參數(shù)和鉆井污染參數(shù)均已確定,影響水平井射孔完井產(chǎn)能的因素主要為射孔參數(shù),包括射孔密度、射孔深度、孔眼半徑、相位角等,分別分析不同參數(shù)的影響規(guī)律,為優(yōu)選射孔參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
取一口實際水平氣井數(shù)據(jù),對射孔完井的產(chǎn)能進行預(yù)測和分析。氣藏參數(shù)為:油層有效厚度m,油層水平方向um2,垂向的滲透率um2,天然氣粘度MPa·s,水平段長度 m,井眼半徑m,鉆井損害帶滲透率um2,鉆井損害帶半徑 m,溫度,偏差系數(shù)。計算中未考慮鉆井污染表皮系數(shù)。
3.1 射孔密度
射孔密度對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖1、圖2所示。隨著射孔密度的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)減小,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量增加。這是因為射孔密度的增加擴大了井筒和儲層的接觸面積。
3.2 射孔深度
射孔深度對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖3、圖4所示。隨著射孔深度的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)增加,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量逐漸增加。當射孔深度小于鉆井損害帶半徑0.3 m時,產(chǎn)量較低;當射孔深度超過0.3 m后,產(chǎn)量得到了明顯提高。
3.3 孔眼半徑
孔眼半徑對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖5、圖6所示。隨著孔眼半徑的增加,水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)減小,水平井射孔損害表皮系數(shù)減小,總表皮系數(shù)減小,氣井的產(chǎn)量稍有增加??籽郯霃綇?.01 m增加到0.02 m,產(chǎn)量僅增加10.8%,其影響作用較小。
3.4 布孔方式
布孔方式(射孔相位角)對表皮系數(shù)、產(chǎn)量的影響如圖7、圖8所示。通過對0 °、45 °、60 °、90 °、120 °、180 °六種射孔相位角的計算可知,60 °相位角時水平井裸眼鉆井產(chǎn)生的表皮系數(shù)最小,水平井射孔損害表皮系數(shù)最小,總表皮系數(shù)也最小,氣井的產(chǎn)量達到最高。
4 結(jié)語
(1)水平氣井采用射孔完井方式時,射孔密度、射孔深度、射孔孔眼半徑和射孔相位角都是重要的影響因素,其中射孔孔眼半徑的影響相對較小。
(2)射孔密度、射孔深度的增加會提高井筒與儲層流體的接觸面積,有利于降低表皮系數(shù),增加水平氣井的產(chǎn)量。
(3)射孔孔眼半徑的增加可以降低表皮系數(shù),增加水平氣井的產(chǎn)量,但其影響程度較小,當孔眼半徑增大到一定程度后,作用效果已不明顯。
(4)射孔相位角對表皮系數(shù)和產(chǎn)量的影響規(guī)律不明顯,文中實例采用60°射孔相位角時能夠獲得最好的產(chǎn)能。
參考文獻
[1] 祝金利,李德海,姜漢橋,等.影響水平井射孔完井產(chǎn)能的多因素分析[J].西南石油大學(xué)學(xué)報,2008,30(2):97-100.
[2] 李賓元,稅其達,廖潤康.水平井完井與防砂[M].四川成都:成都科技大學(xué)出版社,1994.
[3] 竇宏恩.預(yù)測水平井產(chǎn)能的一種新方法[J].石油鉆采工藝,1996,18(1):76-78.
[4] 劉健,練章華,林鐵軍.水平井不同完井方式下產(chǎn)能預(yù)測方法研究[J].特種油氣藏,2006,13(1):60-63.
[5] 劉健,練章華,林鐵軍.水平井完井總表皮系數(shù)計算新方法[J].鉆采工藝,2006,29(2):10-13.
[6] 董長銀,武龍,王愛萍,等.不同完井方式水平井表皮系數(shù)及產(chǎn)能評價新方法[J].特種油氣藏,2009,16(6):77-81.
[7] 曾文廣,米強波.水平井射孔完井表皮系數(shù)分解計算方法[J].鉆井液與完井液,2005,22(S1):105-106.endprint