致密气藏多段压裂水平井适应性评价

• 作 者: 刘翰林
• 出 处: 中国地质大学(北京)
• 发表日期: 2020年04期
• 关键词: 致密气藏 多段压裂水平井 适应性评价 解析解 数值模拟

多段压裂水平井是开发致密气藏的核心技术,在现场实践中得到了广泛的应用。但水平井多段压裂增大了投入成本,不合理的压裂规模、压裂段数将可能导致气井无法形成经济产能。因此,对气藏进行多段压裂水平井适应性的前期评价能大大减小投资风险。论文从解析方法和数值模拟方法两方面分别给出了多段压裂水平井适应性评价方法。取得的主要成果和认识如下:(1)建立矩形封闭气藏单裂缝渗流数学模型,根据叠加原理,求取地层中任意一点的压力。针对多裂缝问题,形成对应的裂缝系数矩阵,采用高斯消元法实现对每条裂缝的压力和流量的求解。引入了导流能力影响函数,能求解有限导流裂缝的压力和产量。(2)致密气藏产能变化的主要影响因素有裂缝导流能力、气藏渗透率、泄气面积、裂缝壁面伤害和孔隙度等。泄气面积直接决定了致密气藏的产量和累积产气量的大小。对确定的致密气藏,增大泄气面积到一定程度以后,累积产气量的变化会很缓慢。泄气面积与致密气藏中的井网密度和经济技术有关。渗透率是影响泄气面积的最重要因素。气藏渗透率越低,泄气面积越小。储量丰度、生产压差会影响单井产量,但对泄流面积没有明显影响。裂缝导流能力、裂缝表皮对泄流面积的影响也较小。(3)同等渗透率下,压裂水平井的产量和累积产气量比压裂垂直井和普通水平井优势明显。水平井多段压裂是开发超致密气藏的一条有效途径。合理的井网密度很重要。井距太大,其采收率会非常低;井距太小,其经济不划算。(4)在低渗透储层中,压力传播不是瞬时到达无穷远处,而是呈现一个动边界向外逐渐传播。在同样启动压力梯度的条件下,垂直裂缝泄流椭圆短轴的最大扩展长度是普通直井泄流圆半径的π/2≈1.57倍。根据裂缝椭圆渗流理论,最大短轴距离确定缝间距;最大长轴距离确定水平井井排距离。从而实现排距和缝间距的定量优化。(5)针对存在启动压力梯度的气藏,采用解析模型进行适应性评价;对于启动压力梯度不明显的气藏,采用基于数值模拟的半经验模型进行评价。现场两个生产实例验证了这两种方法的适应性。