水平井分段壓裂產(chǎn)能影響因素研究

路剛

摘要：當(dāng)前社會(huì)和經(jīng)濟(jì)狀況的快速健康發(fā)展，對(duì)水平井天然氣致密儲(chǔ)層資源的寄托和需求與日俱增。目前水平井分段氣藏儲(chǔ)層壓裂技術(shù)得到了較為普遍的實(shí)際應(yīng)用，但這一技術(shù)的開發(fā)成本通常都比較高，且水平井的產(chǎn)能直接地涉及水平井油氣田致密儲(chǔ)層開采的安全性和經(jīng)濟(jì)效益，研究和確定影響我國水平井分段壓裂產(chǎn)能的主要影響因素有重要的科學(xué)技術(shù)理論和社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：水平井;分段壓裂技術(shù);油氣資源

引言：水平井分段壓裂技術(shù)一直是我國開發(fā)低滲透水平井氣藏的一項(xiàng)非常重要的核心手段。同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行的研究也促進(jìn)了當(dāng)前我國石油工業(yè)更好地發(fā)展。已經(jīng)有部分科研人員對(duì)當(dāng)前水平井分段壓裂技術(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響進(jìn)行了許多深入的探索。在充分借鑒前人水平井研究的相關(guān)成果，分析了當(dāng)前水平井各階段壓裂產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化的最為主要影響相關(guān)因素，這對(duì)于進(jìn)一步地研究和認(rèn)識(shí)當(dāng)前各階段壓裂技術(shù)對(duì)水平井的產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化影響有著現(xiàn)實(shí)意義。

1水平井分段壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀

水平井分段壓裂這一氣藏技術(shù)一直以來都是石油工業(yè)開發(fā)低滲透分段壓裂氣藏的一項(xiàng)核心技術(shù)。同時(shí)，低滲透分段壓裂氣藏的研究和開發(fā)也極大地促進(jìn)了全世界和我國現(xiàn)代石油工業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。國內(nèi)外的學(xué)者對(duì)于分段滲透壓裂氣藏水平井技術(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響及水平井滲流能力分析模型的研究進(jìn)行了大量的深入研究和工作。在進(jìn)行大量地充分結(jié)合前人已有的研究的理論基礎(chǔ)上，分析了水平井分段壓裂的產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律特征，以及對(duì)其造成影響的相關(guān)因素，這對(duì)于能夠進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)和研究水平井分段壓裂的產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律具有非常重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

在基于水電相似原理的水平井電場模擬實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，許多學(xué)者專門進(jìn)行了大量的水平井技術(shù)產(chǎn)能模擬研究和電場模擬實(shí)驗(yàn)，比如有的學(xué)者專門研究水平井周圍壓裂產(chǎn)能的垂直井和電場的模擬和測試方法，并且在研究過程中還對(duì)相關(guān)的水平井電場模擬實(shí)驗(yàn)和測試裝置進(jìn)行了探索與分析。但這些電場模擬研究都存在一定的技術(shù)局限性，主要技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為問題存在：一方面是僅能及時(shí)進(jìn)行二維平面壓力場模擬，未及時(shí)進(jìn)行水平井和電場以完井的方式對(duì)三維壓力場空間生產(chǎn)影響的分析模擬;另一方面是水平井在數(shù)據(jù)采集的過程當(dāng)中所用的方法較為簡單，無法很好地對(duì)水平井實(shí)現(xiàn)較為先進(jìn)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，而且在整個(gè)過程當(dāng)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行測試的工作量是非常大的;此外，這些技術(shù)在對(duì)水平井井筒的三維壓力場進(jìn)行研究的時(shí)候，對(duì)其分布方式無法很好地進(jìn)行深入的研究和探索，因此就會(huì)導(dǎo)致指導(dǎo)現(xiàn)場的應(yīng)用受到一定程度的限制。因此，根據(jù)實(shí)際的情況通過對(duì)水平井電場壓力場設(shè)置與之對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬分析，就可以較為高效地獲取水平井壓裂的產(chǎn)能信息，除此之外，還可以獲取水平井周圍一定范圍內(nèi)的三維壓力場的具體分布信息。

2影響水平井分段壓裂產(chǎn)能的因素

2.1裂縫長度的影響

隨著氣藏儲(chǔ)層裂縫狹窄長度的不斷增加，天然氣的國際產(chǎn)量也在不斷增加，但正是當(dāng)氣藏儲(chǔ)層內(nèi)部裂縫的狹窄長度已經(jīng)完全達(dá)到一定的狹窄程度時(shí)，產(chǎn)量增加的幅度變小。結(jié)合起成本問題和目前的一些技術(shù)問題等，假設(shè)當(dāng)儲(chǔ)層滲透率、裂縫的數(shù)量以及裂縫導(dǎo)流的能力為某一確定情況的時(shí)候，就某一特定的儲(chǔ)層而言，其裂縫長度在理論上是有一對(duì)應(yīng)的固定最優(yōu)解的。

2.2裂縫數(shù)量的影響

隨著水平井分段壓裂技術(shù)在當(dāng)前情況下的不斷改進(jìn)形勢，水平井的壓力可以將地層中多條裂縫直接壓出。在地層裂縫的數(shù)量變化的情況下，若其數(shù)量變多，則對(duì)于裂縫性水平井而言，其地層產(chǎn)氣量將會(huì)隨之發(fā)生較大幅度的增加;與此同時(shí)，當(dāng)載裂縫性水平井的條數(shù)相對(duì)來說比較少的情況下，產(chǎn)氣量就會(huì)逐漸地出現(xiàn)大幅度的上升;而在裂縫性水平井的條數(shù)較多的情況下，產(chǎn)氣量仍然會(huì)有所上升，只不過其上升的幅度會(huì)慢慢地有所下降。出現(xiàn)這種情況的主要因?yàn)椋诘貙恿芽p性水平井的數(shù)量大幅度地上升的情況下，地層的壓力水平就會(huì)出現(xiàn)下降的程度變得比較大的情況，因而對(duì)各個(gè)地層裂縫而言，它們內(nèi)部之間所具有的壓力干擾就會(huì)變得相對(duì)嚴(yán)重，這就大大地降低了各個(gè)地層的裂縫產(chǎn)量。對(duì)于某個(gè)特定的儲(chǔ)層而言，應(yīng)該是有其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)裂縫條數(shù)，以確保氣藏不僅能夠進(jìn)行有效的開發(fā)，并而且在這個(gè)過程當(dāng)中可以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3裂縫間距的影響

為了更深入地研究分析兩條裂縫性水平井間距對(duì)于裂縫性累積水平井天然氣產(chǎn)量的直接影響，例如在水平井有兩條裂縫的情況下，可以區(qū)分為100、200、300、400m四種直接影響情況，在這幾種情況下分別對(duì)其并進(jìn)行模擬，就可以得到以上四種間距的情況下對(duì)于累積水平井產(chǎn)氣量的直接影響曲線圖信息。通過對(duì)其進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)，在兩條裂縫性水平井間距的飽和度時(shí)100m的情況下，裂縫之間有極大的可能存在較為嚴(yán)重的相互作用力。在兩條裂縫性水平井間距的飽和度達(dá)到200m的情況下，干擾能力變小，在這種情況下裂縫與累積的產(chǎn)氣量極為地近似。當(dāng)兩條束縛性的裂縫相互靠近時(shí)，它們之間的相互作用會(huì)逐漸加強(qiáng)，兩條裂縫之間可能會(huì)相互形成一個(gè)比較低壓力的產(chǎn)氣區(qū)，該區(qū)可開采的束縛性資源有限。因此在裂縫處于一定的束縛性產(chǎn)氣區(qū)的飽和度的情況下，將不會(huì)發(fā)現(xiàn)有任何天然氣出現(xiàn)流向這條裂縫的現(xiàn)象。

2.4非均勻裂縫分布的影響

在地應(yīng)力分布不均的情況下，就極有可能會(huì)使得裂縫相對(duì)于井眼的出現(xiàn)不對(duì)稱分布的現(xiàn)象。通過分析不同裂縫分布方案下的累積產(chǎn)氣曲線和壓力分布等值線，發(fā)現(xiàn)由于裂縫分布不均，產(chǎn)量受到不同程度的影響。當(dāng)所出現(xiàn)的裂縫呈魚骨狀分布的狀態(tài)時(shí)候，此時(shí)的產(chǎn)氣量將會(huì)達(dá)到其最大值，而且裂縫相互之間的擾動(dòng)作用力達(dá)到最小值，各個(gè)裂縫達(dá)到其最大的影響范圍。

結(jié)束語

水平井壓裂技術(shù)對(duì)一些特殊的、難以研究和開發(fā)的地質(zhì)資源儲(chǔ)量的技術(shù)開發(fā)和研究具有良好的意義和效果。本文分析可以看出，裂縫的長度以及其數(shù)量對(duì)水平井的產(chǎn)能穩(wěn)定性的影響力是最大的，而由于裂縫的間距和寬度以及其具體的分布對(duì)水平井的產(chǎn)能穩(wěn)定性的影響相對(duì)來說就較為輕微，可以增大水平井和裂縫的間距，減少了兩者之間的電磁干擾。

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