不規(guī)則裂縫分段水平氣井產(chǎn)能預(yù)測新方法

2022-08-30 03:21:10李金澤徐文娟孫艷妮李勝勝李嘯南

石油化工應(yīng)用 2022年7期

李金澤，徐文娟，馮青，孫艷妮，李勝勝，李嘯南

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300450；2.中海油服油田生產(chǎn)研究院，天津 300459；3.廣東南油服務(wù)有限公司天津分公司，天津 300450）

隨著海上低滲油田的不斷投入開發(fā)和老油田低產(chǎn)低效綜合治理井的增加，對壓裂的需求也逐漸增大[1-3]。但在海上壓裂作業(yè)的費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)大，對壓裂產(chǎn)能預(yù)測的精度要求高，過去研究模型均是認(rèn)為裂縫是規(guī)則對稱的[4-8]，而實(shí)際裂縫監(jiān)測資料顯示裂縫是不規(guī)則的，因此本文從實(shí)際裂縫形態(tài)出發(fā)建立不規(guī)則裂縫分段水平氣井產(chǎn)能模型來滿足海上油氣井產(chǎn)能預(yù)測的需要，并分析裂縫參數(shù)對產(chǎn)能的影響規(guī)律[9-13]，優(yōu)化后的裂縫參數(shù)對海上低滲油氣田壓裂方案具有重要指導(dǎo)意義[14-28]。

1 滲流模型的建立和求解

模型假設(shè)（見圖1）：（1）儲(chǔ)層為上下封閉無限大均質(zhì)地層，水平井井筒半徑為rw，厚度為h，滲透率為k，水平井水平段長度為L；（2）流體為單相微可壓縮流體，且滿足達(dá)西定律；整個(gè)流動(dòng)系統(tǒng)為等溫滲流，不考慮重力作用的影響；（3）在水平段壓開N 條垂直裂縫，裂縫等距離分布并且貫穿整個(gè)儲(chǔ)層厚度，裂縫半長為xf，裂縫滲透率為kf，寬度為kw。

圖1 水平井筒裂縫分布示意圖

采取迭代方法求解，根據(jù)時(shí)間步長，可以求出任一時(shí)間內(nèi)每條裂縫和水平井的平均產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量[29-33]，壓裂水平井產(chǎn)量Qtotal為：

2 模型參數(shù)分析

2.1 分段壓裂水平井井筒壓力分布

水平井筒10 條裂縫時(shí)壓力分布（見圖2）。由圖2 可知在靠近水平井段趾端的地方壓力變化較小，越靠近跟端，壓力變化越大。這主要是由于越靠近跟端，井筒內(nèi)的氣體流量越大，管壁摩擦引起的壓力損失以及由裂縫流入氣體造成的動(dòng)量變化引起的壓力損失越大。

圖2 水平井筒壓力分布圖

2.2 分段壓裂水平井產(chǎn)量分布

裂縫產(chǎn)量呈對稱分布，并且端部裂縫的產(chǎn)量高于中部裂縫的產(chǎn)量。因?yàn)槎瞬苛芽p呈現(xiàn)平面徑向流特征，中部裂縫呈現(xiàn)線性流特征（見圖3）。

圖3 水平井產(chǎn)能剖面

2.3 裂縫參數(shù)與水平井產(chǎn)量

裂縫導(dǎo)流能力Kfwf、裂縫條數(shù)N、裂縫長度Lfli與水平井產(chǎn)量Qtotal的關(guān)系（見圖4～圖6）。水平井的產(chǎn)量與裂縫導(dǎo)流能力呈線性關(guān)系，產(chǎn)量隨著裂縫條數(shù)和裂縫長度增加而增加，但是隨著裂縫條數(shù)和長度的增加，裂縫之間的干擾加劇導(dǎo)致產(chǎn)量增加幅度變小。