国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

海上低滲透油藏試驗(yàn)井組整體壓裂可行性研究

2017-04-18 09:40馬魁魁劉俊相季鵬
當(dāng)代化工研究 2017年1期
關(guān)鍵詞:井距油藏網(wǎng)格

*馬魁魁 劉俊相 季鵬

(中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司天津分公司 天津 300451)

海上低滲透油藏試驗(yàn)井組整體壓裂可行性研究

*馬魁魁 劉俊相 季鵬

(中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司天津分公司 天津 300451)

相關(guān)研究已經(jīng)證明,在低滲透油藏方面,海上資源的儲(chǔ)藏量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陸地,對(duì)海上資源的有效開發(fā)將對(duì)我國(guó)能源緊張狀況緩解起到重要作用。隨著技術(shù)的發(fā)展,海上資源利用的效率有了一定程度的提升。但是海上資源開采會(huì)受到環(huán)境方面的限制,成本會(huì)相應(yīng)的提升,承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)更大。為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)就需要先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提供支撐。本文就海上低滲透油藏試驗(yàn)井組整體壓裂可行性研究作簡(jiǎn)要闡述。

海上低滲透油藏;整體壓裂可行性;研究

在資源開發(fā)方面,我國(guó)有豐富的海洋油氣資源,但是由于受到環(huán)境的影響,及油田自身有一定的復(fù)雜性,開采的效益往往不是很理想。為了達(dá)到理想的效果可以實(shí)施整體壓裂改造。常規(guī)的壓裂方法都是應(yīng)用于規(guī)則的井網(wǎng)并且水力裂縫的方向也是一致的情況下。而對(duì)于復(fù)雜的油田則是滾動(dòng)開發(fā)的方式。在斷層存在的情況下,要考慮到地應(yīng)力的方向,常規(guī)的方法在此種情況下就不適用。需要借助于其它的方法及技術(shù),從而達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。能源穩(wěn)定不只是與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益相關(guān),同時(shí)與社會(huì)發(fā)展與穩(wěn)定也有密切的關(guān)系,對(duì)于保障國(guó)家能源安全有重要的意義。

1.低滲透油藏壓裂模型建立

基本假設(shè)。依據(jù)油藏的特點(diǎn)與裂縫的滲流特征,建立油藏模型與數(shù)學(xué)模型,其中油藏模型是三維的,而數(shù)學(xué)模型是二維的。兩種模型需要滿足的條件是,油藏是三維油水兩相非達(dá)西滲流,啟動(dòng)梯度壓力只有油相所有。需要考慮到地層的應(yīng)力敏感效應(yīng)。油藏流體微可壓縮,而且壓縮系數(shù)是保持不變的。對(duì)于毛管力與重力的影響可以忽略。油水相是定壓生產(chǎn)。裂縫的形式是垂直裂縫,形狀是長(zhǎng)方體。裂縫中流動(dòng)與達(dá)到滲流相符。裂縫在時(shí)間的作用下會(huì)逐漸的失效。

依據(jù)裂縫與油藏二者間的接觸面滿足壓力與流量相等條件,可以建立油藏與裂縫內(nèi)邊界的連續(xù)條件,同時(shí)加上外邊界條件,構(gòu)成相應(yīng)的模型,模型求解的過程中,為了保證計(jì)算的精度與速度,會(huì)自動(dòng)選擇時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行迭代。

2.近井筒模塊功能

隨著技術(shù)發(fā)展,井身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也在同步發(fā)展,近井筒模塊可以對(duì)該區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)象與措施進(jìn)行模擬操作,從而進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化。在油藏?cái)?shù)值模擬中,對(duì)水力裂縫的處理方法可以分為兩種,隱式方法與顯式方法。其中后者指的是水力裂縫進(jìn)行描述時(shí),采用的是網(wǎng)格形式,為了體現(xiàn)其高滲透性,在應(yīng)用的時(shí)候同時(shí)也應(yīng)用了連通系數(shù)法與等值滲流阻力方法,將網(wǎng)格滲透率放大。隱式是指采用效半徑法,表皮系數(shù)法在油藏模擬中體現(xiàn)裂縫的增產(chǎn)效應(yīng),從而對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。表皮里系數(shù)法的實(shí)質(zhì)是將裂縫看作是擴(kuò)大后的井筒半徑,由水力裂縫引起的油藏非均質(zhì)性在應(yīng)用該方法的情況下,則無(wú)法有效反應(yīng)。利用網(wǎng)格方法的同時(shí),通過對(duì)滲流方程離散方式的改變來(lái)改變對(duì)裂縫的模擬,其本質(zhì)上是網(wǎng)格加密,等值滲流阻力,連通系數(shù)三種方法結(jié)合在一起。其優(yōu)勢(shì)就在于可以對(duì)任意方位的裂縫描述。

網(wǎng)格由兩部分組成,自身所在的點(diǎn)與周圍相鄰的點(diǎn),在分布上與傳統(tǒng)的網(wǎng)格點(diǎn)相比具有更大的靈活性。在數(shù)值模擬工作中常用的網(wǎng)格有徑向網(wǎng)格,直角網(wǎng)格,曲線網(wǎng)格,六角形網(wǎng)格。對(duì)于徑向網(wǎng)格而言可以將其看作是FEBI網(wǎng)格的特殊形式,利用該方法生成的網(wǎng)格其實(shí)只是由直線構(gòu)成的多邊形,但是應(yīng)用實(shí)際中不會(huì)受到影響。

3.巖石垂向非均一性對(duì)裂縫延伸的影響

所謂的非均一性是指巖層在垂直方向上力學(xué)性質(zhì)的不一致性。其原因主要有巖層的不一致性與巖性之間的界面造成的。在壓裂設(shè)計(jì)中,裂縫的垂直延伸方向是壓裂工程實(shí)施需要重點(diǎn)考慮的,會(huì)對(duì)壓裂的效果產(chǎn)生影響,甚至?xí)绊懙绞┕さ某蓴 毫堰^程中,裂縫在長(zhǎng)寬高三個(gè)方面同時(shí)拓展,而高度則會(huì)隨著時(shí)間變化而逐漸的縮小。在隔層不存在的情況下,裂縫向上或者是向下延伸沒有限度。在隔層存在的前提下,其強(qiáng)度與厚度不夠,裂縫就有可能會(huì)穿透。如果裂縫在隔層中延伸超過了一定標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)影響到施工效果,主要是經(jīng)濟(jì)效果。如果延伸的范圍過大,穿過了透水層或者是滲透層,對(duì)壓裂作業(yè)而言其后果是十分不利的。對(duì)于低滲透油藏壓裂而言,裂縫延伸到水底,就會(huì)導(dǎo)致底水上竄,油井會(huì)因此而報(bào)廢。因此在開采作業(yè)中必須對(duì)裂縫延伸的方向及其機(jī)理進(jìn)行深入的研究。對(duì)其延伸的范圍進(jìn)行正確的判斷,并以此來(lái)選擇合理的施工參數(shù),從而提升壓裂的成功率。

影響到裂縫延伸的方向是多方面的,地應(yīng)力差,彈性模量差,界面強(qiáng)度,壓力分布,壓裂液流變性,地層非均質(zhì)性,壓裂施工排量都會(huì)對(duì)裂縫的延伸方向產(chǎn)生影響。有研究人員認(rèn)為,影響裂縫延伸方向的主要因素是隔層與產(chǎn)層產(chǎn)生的應(yīng)力差。

裂縫面應(yīng)力分析。為了便于研究工作的開展,在模型建立的時(shí)候,采用了某些假設(shè)條件。底層,產(chǎn)層,蓋層之間的巖石是均質(zhì)連續(xù)性彈性體。同時(shí)隔層與產(chǎn)層之間存在應(yīng)力差,水平主應(yīng)力值方面,產(chǎn)層的數(shù)值要小于其隔層的最小應(yīng)力數(shù)值。在裂縫的長(zhǎng)度與寬度方面,裂縫的寬度要小于其長(zhǎng)度的數(shù)值。其原因就在于壓裂過程中,受到應(yīng)力作用的影響,隔層與產(chǎn)層之間存在應(yīng)力差,從而存在應(yīng)力梯度。流體壓力在縫高剖面的分布是非均勻性質(zhì)的。同樣是為了便于分析,可以對(duì)裂縫面上存在的應(yīng)力分布作以假設(shè)。地層由三部分組成,產(chǎn)層,底層與蓋層,層間地應(yīng)力均互不相等,但存在相同的應(yīng)力梯度。當(dāng)縫高與縫長(zhǎng)二者相接近時(shí),需要考慮到縫剖面垂向壓降。

裂縫高度方程建立與求解。假設(shè)裂縫存在上下層穿透的情況,可以列出相應(yīng)的方程組進(jìn)行求解,求解的結(jié)果是上擴(kuò)縫與下延縫。對(duì)裂縫高度求解其方程是非線性的超越方程,利用解析的方法具有較大難度。對(duì)于非線性方程組的求解可以考慮到的牛頓法與快速下降法。作為兩種非常重要的求解方法,快速下降法對(duì)于初值可以進(jìn)行有效的收斂,需要注意的是其收斂的速度,是線性收斂。收斂速度在接近真實(shí)解領(lǐng)域隊(duì)附近時(shí)會(huì)逐漸變慢。如果需要提高求解的精度,那么迭代的次數(shù)變化將會(huì)非常的劇烈。相比之下,利用牛頓法,有較快收斂速度的同時(shí)對(duì)初值有嚴(yán)格限制。在選擇不當(dāng)存在的情況下會(huì)出現(xiàn)迭代失敗。為了準(zhǔn)確而又快速的得出需要的結(jié)果可以考慮到將二者有效的結(jié)合在一起,初值利用快速下降法進(jìn)行求解,之后再利用牛頓法進(jìn)行逼近。

地應(yīng)力梯度與流體重力梯度與縫高垂向存在規(guī)律。流體重力與地應(yīng)力梯度比值增大時(shí),裂縫在底層與蓋層會(huì)不斷的延伸。并且二者在延伸的方向上是相反的。當(dāng)二者接近時(shí),其產(chǎn)生的影響就會(huì)相互抵消。在二者相差較大情況下,底層與蓋層中裂縫延伸的速度是不同的。依據(jù)存在的特點(diǎn)可以對(duì)射孔位的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,從而使生成的裂縫對(duì)生產(chǎn)工作開展有利。

4.海上低滲透油藏試驗(yàn)井組整體壓裂可行性研究的實(shí)際應(yīng)用

以某油田為例,該油田為長(zhǎng)方形,東西向度。油組埋深在2500米左右,跨度在20米,有效厚度在4米范圍內(nèi)。油組二的埋深與油組相差無(wú)幾,中低孔低滲透??紤]到該區(qū)域內(nèi)砂田分成情況,在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行正常的井網(wǎng)布置是難以達(dá)到預(yù)期效果的,為了有效的降低開采過程中的風(fēng)險(xiǎn),方案設(shè)計(jì)為一注兩采。試驗(yàn)井組進(jìn)行試驗(yàn),壓裂油井。裂縫的走向?yàn)闁|西向,壓裂過程中需要控制好水平應(yīng)力方位。

在井距與裂縫長(zhǎng)度,導(dǎo)流能力確定的情況下,選取不同的井距進(jìn)行優(yōu)化。通過對(duì)優(yōu)化的結(jié)果可以得出,井組的產(chǎn)油量在注水前基本上是保持一致的,注水到一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)油井開始受效,受效與井距存在相關(guān)性,受效的速度越快,井距就會(huì)越小??紤]到時(shí)間因素,井距越小其產(chǎn)油量越高。在井距逐漸縮小的情況下,油井產(chǎn)量出現(xiàn)遞減的幅度就會(huì)相應(yīng)的增大。井距的確立要從采收率,含水率,采油的速度,裂縫有效性方面綜合來(lái)考慮。除過井距優(yōu)化還有縫長(zhǎng)優(yōu)化與導(dǎo)能力優(yōu)化。

整體壓裂的可行性分析。工藝與技術(shù)的可行性。目標(biāo)層在壓裂方面,由于目標(biāo)層的油層存有一定的間距并且都存在有效儲(chǔ)層。有效儲(chǔ)層可以作為單獨(dú)的壓裂層,在工藝方面采用的是滑套式分層壓裂,一次施工可以達(dá)到壓裂兩層的目的,并且能夠減少無(wú)效支撐裂縫。對(duì)巖層力學(xué)進(jìn)行分析,儲(chǔ)層在上下層之間的應(yīng)用值存在的壓力差在5MPa以上,壓裂過程中,上下層可以有效的對(duì)裂縫起到遮擋作用。該地段的地層溫度屬于中溫,滿足施工的需要。閉合壓力滿足施工的需要,在閉合技術(shù)方面采用的是裂縫強(qiáng)制閉合,其目的在于減少遺留在地層中的壓裂液帶來(lái)的影響。在裂縫優(yōu)化方面,各項(xiàng)值都在合理的范圍內(nèi)。

經(jīng)濟(jì)可行性方面,成本構(gòu)成包括了鉆井的費(fèi)用,壓裂的費(fèi)用,油處理費(fèi)用,油價(jià)存在的上漲的空間,操作與投資的費(fèi)用也存在上漲的空間。采取整體壓裂的方式可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益,在油價(jià)波動(dòng)的過程中,經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的波動(dòng)、實(shí)施與不實(shí)施壓裂措施其油價(jià)的下限有明顯的差距。綜合以上方面來(lái)考慮,壓裂技術(shù)的應(yīng)用有助于該區(qū)域在開采的過程中經(jīng)濟(jì)效益的提升。

在該區(qū)域應(yīng)用中所建立的模型考慮到了啟動(dòng)壓力梯度,裂縫失效性,應(yīng)力敏感效應(yīng),從而使模擬的結(jié)果更加符合油田的實(shí)際情況。結(jié)合優(yōu)化的結(jié)果,裂縫高度控制,油價(jià)下限等方面,在該區(qū)域?qū)嵤┱w壓裂與改造在經(jīng)濟(jì)上是可行的。

壓裂施工。壓裂施工首先要進(jìn)行試壓工作,合格后才能進(jìn)行正式施工。在下沉劑壓裂施工階段可以細(xì)化為三個(gè)階段。而在主施工階段變化的情況則比較復(fù)雜,在施工的過程中還需要對(duì)井底的溫度與壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè),隨著施工的進(jìn)行,地層的溫度會(huì)出現(xiàn)降低,恢復(fù)反復(fù)出現(xiàn)的情況,并且壓降也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化。而溫度與壓降出現(xiàn)的變化則正好反映了裂縫在地下的變化情況。

結(jié)束語(yǔ)

壓裂裂縫垂向模型的建立與求解是建立在力學(xué)理論與數(shù)值計(jì)算理論的基礎(chǔ)之上的。通過該方法可以對(duì)裂縫延伸的方向規(guī)律進(jìn)行分析。包括了拓展性與敏感性。分析各種因素對(duì)開采過程造成的影響,可以建立相應(yīng)的模型,進(jìn)行水力裂縫物理模擬實(shí)驗(yàn)。海上低滲透油藏壓裂技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際存有一定的難度,一方面是技術(shù)自身,另一方面則是應(yīng)用的環(huán)境。需要工作人員在不斷積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的深入研究。以提升技術(shù)應(yīng)用的可行性與可靠性,從而提升的油藏經(jīng)濟(jì)效益。

[1]田冷,何永宏,王石頭等.超低滲透油藏水平井參數(shù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2012(7).

馬魁魁(1983~),男,中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司天津分公司,研究方向:油氣井工程。

((責(zé)任編:宋小蒙)

Research on the Feasibility of Integral Fracturing for the Experimental Well Groups of Low-permeability Oil Reservoir at Sea

Ma Kuikui, Liu Junxiang, Ji Peng

(Tianjin Branch Office, Marine Engineering Co. , Ltd, China National Petroleum Corporation, Tianjin, 300451)

The relevant studies have shown that in the aspect of low-permeability reservoirs, the resources reservoir at sea is far higher than that at land and the effective development of resources at sea will play an important role in releasing the tense energy situation in China. With the development of technology, the efficiency of resources at sea has a degree of improvement. But the exploitation of resources at sea is limited by the environment and the cost will have corresponding ascension, besides, the risk assumed will be bigger. In order to avoid the risks, it is required advanced technology to provide support. In this paper, it has taken simple introduction of the feasibility study on the integral fracturing for the experimental well groups of low-permeability oil reservoir at sea.

low-permeability oil reservoir at sea;feasibility of integral fracturing;research

T

A

猜你喜歡
井距油藏網(wǎng)格
用全等三角形破解網(wǎng)格題
低滲油藏注采結(jié)構(gòu)調(diào)整與挖潛技術(shù)
勝利油田低滲透油藏CO2混相驅(qū)合理注采井距研究
反射的橢圓隨機(jī)偏微分方程的網(wǎng)格逼近
基于模糊數(shù)學(xué)的油藏干層識(shí)別研究
重疊網(wǎng)格裝配中的一種改進(jìn)ADT搜索方法
基于曲面展開的自由曲面網(wǎng)格劃分
注CO2混相驅(qū)候選油藏篩選評(píng)價(jià)新方法
致密油藏多級(jí)壓裂水平井?dāng)?shù)值模擬及應(yīng)用
低滲透油田加密調(diào)整注采井距適配新方法*