國內(nèi)外水平井體積壓裂產(chǎn)能影響因素分析

龔知遠

[摘要]新型的體積壓裂水平井技術(shù)的長足發(fā)展已經(jīng)推動了當今石油產(chǎn)業(yè)巨大的變革力。體積壓裂技術(shù)是一項正趨于成熟的技術(shù)，有著非常深遠的發(fā)展前景。本文首先分析了復雜裂縫的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并分析了三維立體模型用于數(shù)據(jù)的過程，同時對水平井的體積壓裂的增產(chǎn)能力進行了合理的分析，結(jié)合多種數(shù)據(jù)的推斷得出了最后的結(jié)論。為今后石油工作的開展提出了寶貴的意見。

[關(guān)鍵詞]致密油藏；體積壓裂；潛力分析；參數(shù)比較

致密油藏的布置的直井由于巖性致密，滲透率極低，原油流動驅(qū)動壓力高，導致油井自然產(chǎn)能低，影響油田開發(fā)的經(jīng)濟效益。而水平井和直井相比具有與油層接觸面積大，井筒壓差小，流動阻力小等特殊的優(yōu)點。在同一壓差條件下，水平井與直井的產(chǎn)量相比較，水平井的產(chǎn)量就大得多，一般是直井的4～7倍。因此致密油藏水平井體積壓裂技術(shù)是油田開采當中的一項新興技術(shù)，在油田開發(fā)當中的角色至關(guān)重要。通過與傳統(tǒng)壓裂技術(shù)截然不同的改造手段對那些細小的裂縫進行誘導工作，形成復雜孔隙-裂縫型網(wǎng)絡(luò)體系，利用這種十分復雜縫洞單元能夠大幅度提高單井產(chǎn)能，并在提高油田的可動用儲量上也有一定的貢獻。

目前，對于油藏的數(shù)據(jù)模擬十分的普遍，而對于許多的低滲油藏的數(shù)值的模擬工作都是針對于一種介質(zhì)而進行的，并沒有考慮采用雙重的介質(zhì)模型進行全面的分析。也有一些個例，雖然采用了雙重的介質(zhì)進行模擬，但是忽略了已經(jīng)改造過的區(qū)域和未曾改造過的區(qū)域也存在著的區(qū)別。這樣的模擬方式對于實際的工作不利，筆者便在此提出一種縫網(wǎng)雙重介質(zhì)的處理模型，在雙重介質(zhì)模型的基礎(chǔ)上進行一定的補充，并且增加了特別的網(wǎng)格加密技術(shù)對于人工制造的裂縫和天然存在的裂縫共同存在著的縫網(wǎng)模型結(jié)構(gòu)進行加密表征，并且壓裂改造區(qū)的外部也不再是與原來混為一談的介質(zhì)，而是將它區(qū)分開來成為了一種單獨的介質(zhì)。

1.井縫網(wǎng)中雙重介質(zhì)模型的建立

根據(jù)對一款油藏數(shù)值的模擬軟件的研究，我們提出了縫網(wǎng)中的雙重介質(zhì)模型。這個模型的創(chuàng)造過程十分獨特，它不是自成一體的模型，而是在雙重介質(zhì)模型的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)立的。如上文中提到的，通過網(wǎng)狀加密技術(shù)的作用，模型對于改造區(qū)域中存在的大大小小的主次裂縫網(wǎng)進行了細致的處理，壓裂改造區(qū)的外部不再是影響模型建立的阻礙，而把它視為一種單重的介質(zhì)。另外，這個模型的一大優(yōu)勢，就是能夠?qū)Ρ碚骺p網(wǎng)、天然裂縫的溝通過程和途徑以及更加深入的油的滲流特征進行精細化的描述，此外體積壓裂之后的致密儲層也能夠得到精確具體的描述?？p網(wǎng)雙重介質(zhì)模型是一款非常優(yōu)秀的模型，它能夠準確地描述天然裂縫和人工裂縫的交錯的復雜程度，也能夠?qū)μ烊涣芽p是否已經(jīng)受到改造，受到改造之后是否處于半開啟的狀態(tài)進行模擬。除了這些對于裂縫的優(yōu)異的處理特性，這種模型可以對區(qū)域水平最大主應力的方向進行描述。另外，這種模型的提出對于體積壓裂后的裂縫與介質(zhì)之間的滲流特征有了思考和顧及。

雙重介質(zhì)模型的特點：

（1）主裂縫與次裂縫之間形成了復雜的縫網(wǎng)，它們之間的不斷地交織作用，其中絕大多數(shù)的交織形式可以視為正交交織的形式與基質(zhì)的復合體和裂縫進行了深度的融合。

（2）在儲層改造的內(nèi)部使用的仍然是雙重介質(zhì)模型進行的模擬，利用這種雙層介質(zhì)模型可以準確地對人工裂縫和天然的裂縫進行模擬，表現(xiàn)出這兩種裂縫復雜的交錯狀態(tài)。而在未曾進行改造的區(qū)域，則不再采用雙重介質(zhì)模型，因為在這里使用這種模型的效果不是十分出眾。取而代之的是等效介質(zhì)模型，利用這種模型的一大優(yōu)勢在于對天然縫隙的開啟或者關(guān)閉的狀態(tài)進行模擬。

（3）未改造區(qū)域的塊度系數(shù)一直是一個困擾模型建立的問題，而在雙重介質(zhì)模型當中對于塊度系數(shù)就有了一定的改變，而塊度系數(shù)的改變必然意味著天然裂縫的開張程度就要隨之等效的降低。

2.水平井體積壓裂產(chǎn)能影響因素分析

2.1壓裂液性質(zhì)對于水平壓裂增產(chǎn)的影響

對于10年的數(shù)據(jù)進行比對，在基質(zhì)在水平方向上的滲透率對于水平井的未壓裂以及對于水平井的體積壓裂兩個方面的開發(fā)效果的影響程度進行了仔細的比對，并且作上圖分析了其中的關(guān)系。根據(jù)比對的結(jié)果，我們很明顯地發(fā)現(xiàn)了這樣的一個事實，對于水平方向的滲透率較小的油藏體積壓裂對于它的影響效果十分明顯，增產(chǎn)幅度的變化的程度也是比較巨大的。此外，對于水平方向的滲透率較高的油藏，水平井體積壓裂的增產(chǎn)效果是比較小的。所以說，在同樣的條件范圍之下，基質(zhì)的滲透率越發(fā)的巨大，體積壓裂的增產(chǎn)效果也就越發(fā)的明顯。

2.2垂直方向的滲透率

經(jīng)過對上文模型的測算，發(fā)現(xiàn)了如下結(jié)論。當把水平方向的滲透率固定在一個恒定的值當中時，基質(zhì)在垂直方向的滲透率越高，體積壓裂在這樣的滲透率之下增產(chǎn)的油量就會相應的降低。這就說明，在垂直方向的滲透率處于一個較低的水平時，體積壓裂的增產(chǎn)效果就比較出眾。

從科學的角度上進行分析，在垂直方向上的滲透率比較低的時候，流體沿著垂直方向的滲透與流入的能力則較弱，這個時候如果水平井未壓裂，那么遠離井筒區(qū)域的那些原油就很難順利的流入到井筒之中，原油不能夠順利地流入井筒之中，那么原油的開采效果就不是十分的理想了。與之相對的，之所以實施體積壓裂的效果比較明顯出眾，是因為這時遠離井筒區(qū)域的原油不用擔心它的流向問題，它會通過那些儲層當中能夠從整個儲層當中的貫穿的裂縫當中順利地流入到井筒當中。

2.3油藏的形狀和狀態(tài)

油藏的形狀因子，這是一個新的概念。具體的說就是油藏的長和寬的比值關(guān)系，在油藏保持一個恒定的油藏面積的情況之下，形狀因子如果保持一個比較高的狀態(tài)，那么體積壓裂的累計產(chǎn)油量就是一個較高的值。而在水平井段的長度維持一個固定的值得情況之下，如果這時的油藏面積過于的巨大，那么就很難獲得高產(chǎn)出。

3.總結(jié)

體積壓裂的開采技術(shù)受到多種因素的影響，與人們的生產(chǎn)方式也有著很大的關(guān)聯(lián)。通過細致的數(shù)據(jù)分析在體積滲透率特別小的地層，實施改造獲得成效也就越高。本文首先提出了雙重介質(zhì)模型并且闡明了雙重介質(zhì)模型的巨大的實踐意義。通過對于增產(chǎn)潛力的仔細研究得出了最后的結(jié)論，我們發(fā)現(xiàn)如果次生裂縫的導流能力比較強，那么體積壓裂技術(shù)在不同滲透壓的條件之下獲得的增加產(chǎn)量的效果也就比較的明顯。

參考文獻

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