關于水平井分段壓裂多段裂縫產能影響因素的分析

王波　程占全　張元鋒

摘要：低滲透條件下的地下儲層，不采用壓裂增產措施無法實現油氣資源的有效開采。本文對模擬方法和數學模型的建立進行分析，并對壓裂之后油井產能影響因素展開探討。

關鍵詞：水平井;分段壓裂;產能影響因素

隨著鉆井技術的不斷進步，鉆井作業的成本也在下降，采用水平井鉆井技術開發的油藏變得越來越多，特別是低滲透油藏，可以更好地提高采收率。但是，采用水平井水平段分段壓裂改造，對提高低滲透油藏動用率還存在技術難題，需要深入研究地質油藏工程理論，從而可以進行科學合理地布井。對地下儲層的應力場進行研究，可以處理好水力裂縫開始形成的部位和具備的形態。對水平井段進行優化設計，可以更好對多段裂縫進行合理設置。采用選進的分段壓裂施工工藝和工具，可以對分段壓裂進行有效控制。對裂縫形態進行監測，可以更好地對多段地層裂縫進行準確地評估。還應該進一步確定水力裂縫的形態，深入分析壓裂施工之后的產量影響因素，對壓裂施工參數進行優化和改進，做好單井的優化設計，可以更好地提高壓裂效果。

1模擬方法和數學模型的建立

采用地下油藏數學模擬分析軟件，對地層局部網格進行加密，采用等連通系數法來實現對油藏和地層裂縫網絡的進行劃分，并選擇對稱單元的辦法來進行數值仿真，可以求解出相應的數據信息。結合某油田區發起人所采用的注采井網，設計的水平井區段長度為400米，并對井段長度、滲透率、裂縫布放位置、裂縫條數和長度等參數進行數學建模。

2壓后產能影響因素

2.1有效滲透率

低滲透率的油井產量比較低，或者無法形成有效的產能，需要采用壓裂手段來提升油液產量。地下儲層滲透率低的水平井采用壓裂手段進行改造之后，具備的產量也不會太高。

2.2垂直滲透率和水平井滲透率對比

地下儲層中的小夾層會對垂直滲透率形成不利的影響，采取水平井方式形成的產能受到垂直滲透率和比值因素的影響比較大。如果垂向滲透率小，水平井產量則會較低。所以，在進行壓裂作業之前，需要選取垂向滲透率比較高的地下儲層，與水平井滲透率比值較小的地層則會實現很好的產能，需要形成的更多數量的人工裂縫。

2.3平面滲透率各向異性

該因素會對水平井油氣產量和壓裂改造之后的產能形成很大的影響，順著水平井眼方向具備的滲透率越低，相應的產能就會下降，壓裂施工作業之后也無法達到理想產能，橫向裂縫可以得到很好地優化。所以，水平井的水平區段需要順著滲透率大的方向進行設計。

2.4水力裂縫形態

裂縫具備的形態會對壓裂效果產生直接影響，從橫、縱向兩種形態的裂縫對壓裂作業之后的產量影響進行分析可以看出，地下儲層滲透率如果低于，橫向裂縫壓裂增產的效果比較明顯。如果地下儲層滲透率超過，縱向裂縫壓裂效果比較好。所以，應該結合地下儲層滲透性來對水平井井眼軌跡方向進行設計，地層物性條件下的需要順著最大地層應力方位進行布井設計，如果地層物性條件不好，需要順著最小地應力來進行布井。

2.5水力裂縫數量

水平井壓裂作業之后形成的每個水力裂縫，具備的流態呈現出線性及徑向流共存的復雜情況，油井投入生產一段時間以后，一些地層裂縫會產生相互干擾，從而對每個裂縫的產量形成影響。在不同的地層裂縫條件下，裂縫數量對油井產量影響情況進行分析可以得知，地層物性的差異對裂縫數量要求有著很大的不同，物性條件不好的地下儲層需要壓裂形成更多的裂縫，當地下儲層有效滲透率達到，如果水平區段的長度為400米，需要形成4條人工裂縫方可以達到理想的增產效果。

從水平井段具備的長度、裂縫條數影響下的采油指數改變情況進行分析，如果水平井段變長，可以提高采油指數，應該形成更多的人工裂縫。使水平井段長度變大，就需要投入更多的開發成本，增加人工裂縫數量也會提升分段壓裂作業的難度，所以，水平井段的長度需要結合油藏工程相關理論，進行技術經濟對比后再進行優選。

2.6水力裂縫長度

壓裂作業施工之后形成的地層裂縫長度會對后續的油井產量產生影響，與地層的物性有著直接的關系，當有效滲透率低于情況下，提升人工裂縫長度可以更好地提高油井產量，如果地層滲透率變大，可以進行適度的減少裂縫長度，壓裂作業的規模也會相應的變小，可以有效地節省壓裂成本。

2.7水力裂縫具體位置

水平井具備的滲流特點及裂縫相互間產生的干擾，水平區段內的每條人工裂縫對油井產量有著不同的影響。隨著油井投產時間的變長，外裂縫對改善地層滲流通道發揮著重要作用，對水平井段進行壓裂作業時，需要特別對外裂縫進行很好地改造，合理設計裂縫相互間長度，避免裂紋間干擾對油井產量造成不利影響。

3認識和建議

水平井壓裂改造之后的裂縫形態是由井筒軸線方位和地應力方位決定的，從而生成橫、縱向或者轉向等裂縫，對水平井壓裂增產效果產生較大的影響，本文對多種因素進行分析可以得知：1）低滲透水平井壓裂后的油井產能，會受到很多因素的影響，會受到地層應力、滲透率、各向異性等因素的影響，可以控制的因素主要有導流能力、裂縫條數和形態等。2）各向異性、地層應力和滲透率等因雖然采用人工手段無法進行有效控制，如果地層確定之后，上述因素則無法改變。在進行水平井布井過程中，對井眼軌跡和方位進行優化改進，可以更好地減少對油井產量影響。3）對水平井壓裂進行優化設計，工程技術人員需要對裂縫數量、形態、長度等因素進行分析，可以更好地改善地下裂縫系統，從而更好地對裂縫進行設計。4）為了提高壓裂增產效果，在對水平井壓裂進行選井選層，對壓裂施工方案進行優化設計時，應該選取具備較好滲透性的地下儲層，水平井區段方向最小地層應力方向進行布井，壓裂施工之后形成更多數是的橫向裂縫，對裂縫長度和間距進行合理設計。

參考文獻：

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