低孔低渗油藏压裂水平井产能预测

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综合国内外研究成果，目前压裂水平井产能研究主要分为两类：一类是油藏工程方法，一类是数值方法。

油藏工程方法使用方便简单，主要包括三种：第一种是从数学模型出发，通过相应的假设条件，简化方程的初始、边界
条件，推导出水平井产能公式；第二种是采用微元线汇理论，根据镜像反映和复势叠加原理，推导出水平井三维稳态势分布公式，并进一步得到三维稳态产能计算公式；第三种是采用拟三维方法，利用保角变换、镜像反映、势叠加原理以及等值渗流阻力方法等，通过相应变换得到水平井产能公式[1]。

油藏工程法计算产能存在一定局限性，比如不能预测复杂多相流的压裂水平井产能，而数值模拟方法能够准确表述压裂水平井的生产动态。

油田实际生产表明，地下流体多为油水两相流，油藏工程法预测的水平井压裂产能是一个静态结果，而实际油藏的压力、产液量、采收率等是随时间不断变化的，所以用数值计算方法更能准确计算压裂水平井的生产动态[2]。

1　油田概况
南翼山油藏位于青海省柴达木盆地西部北区，属于西部坳陷区茫崖凹陷区南翼山背斜带上的一个三级构造，构造模式为柴西北区典型的两断夹一隆，构造较简单，自上而下分三套层系开发，水平井完钻层系是V油组，该油组埋深1519 m，油藏高度242.5m，中部深度1640m，中部海拔1179m，共完钻水平井10口，目的层V-10，埋深1535.0～1917.9m，小层厚度为3.5～5.1m，孔隙度12.53%，渗透率10.53mD，含油饱和度44.4%，数模拟合储量186×104t，在所设计的井区范围内分布连片。

由于储层特性，常常进行水力压裂产生多条裂缝以增加水平井
的产能，水力喷砂压裂投产水平井的产能预测不同于常规水平井产能预测。

2　油藏工程方法预测产能
国内外学者对压裂水平井产能预测做了大量的研究，提出了很多产能公式，其间经过不断改进，但是所建立的压裂水平井产能模型的条件有一定简单化，并且公式推导
的方法大多数都是应用保角变换，复位势理论、叠加原理。

不同裂缝条数水平井产能预测对比如图1所示。

图1 不同裂缝条数水平井产能预测对比
2.1　预测方法对比分析
选取具有代表性的范子菲产能模型、胡军里模型、郎兆新模型修正及刘鹏程公式进行产能预测[3] [4]。

不同裂缝条数条件下，范子菲公式对该油藏不太适用，计算结果离实际相差太远，郎兆新修正公式随裂缝条数的增加产量上升缓慢，合适的裂缝条数在3～5条，胡军里公式和刘鹏程公式计算产量随裂缝条数的增加产量明显增大。

改变裂缝的长度和宽度，郎兆新修正公式受裂缝宽度的影响较小，而裂缝长度增加时产量也明显增加，裂缝宽度和长度对胡军里公式计算影响较小，刘鹏程公式计算产量随裂缝宽度的增加而增加，却随着裂缝长度的增加而降低。

不同裂缝宽度水平井产能预测对比，不同裂缝长度水平井产能预测对比，如图2，图3所示。

图2 不同裂缝宽度水平井产能预测对比
低孔低渗油藏压裂水平井产能预测
白金莲　张庆辉　姜明玉　姜明忠　项燚伟　高树芳　李程程
青海油田勘探开发研究院　甘肃　敦煌　736202
摘要：压裂水平井的产能预测往往不同于常规水平井，本文通过油藏工程和数值模拟两种方法对压裂水平井的产能进行预测，考虑了裂缝长度和宽度对产能的影响，分析了水平井与直井的指标对比，为同类油藏水平井的产能预测提供参考依据。

关键词：产能预测　压裂水平井　数值模拟
Productivity prediction of fractured horizontal wells in low porosity and low permeability reservoirs
Bai Jinlian，Zhang Qinghui，Jiang Mingyu，Jiang Mingzhong，Xiang Yiwei，Gao Shufang，Li Chengcheng
Research Institute of Exploration and Development ，CNPC Qinghai Oil field ，Dunhuang 736202，China Abstract：The productivity prediction of fracturing horizontal wells is always different from the conventional horizontal wells. In this paper，two methods are used to predict the productivity of fractured horizontal wells：reservoir engineering and numerical simulation. Considering the influence of fracture length and width on the productivity，this paper analyzes the index comparison of horizontal wells and vertical wells and provides the basis for the productivity prediction of fractured horizontal wells in similar reservoirs.
Keywords：productivity prediction；fractured horizontal well；numerical simulation
图3 不同裂缝长度水平井产能预测对比
总体来看，合理的裂缝条数在3～5条，裂缝宽度0.015～0.025m，裂缝半长40m左右，Ⅴ油组水平井产量在7～10t/d之间。

同时，通过上面各产能公式的简单对比与分析，不同的公式考虑的因素不同，推导原理不尽相同，计算结果也具有不同的特点。

依据其推导原理及考虑因素，大概归纳、总结出了每种方法的特点。

不同计算方法特点对比，如表1所示。

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表1 不同计算方法特点对比
方法原理考虑因素特点
范子菲公式保角变换叠加原理油藏基岩各向异性、油藏两侧边界、顶底边界、垂直
裂缝部分穿透油藏、完井方式
考虑因素较全面，适用于矩形油藏稳态
产能
胡军里公式水电相似原理 等值渗流阻力考虑了射孔和不射孔两种情况对裂缝间干扰考虑不够
郎兆新修正公式位势理论叠加原理每条裂缝产量不等、并考虑裂缝内渗流阻力及压降考虑因素较全面，忽略了水平井筒的压降
刘鹏程公式水电相似原理 等值渗流阻力考虑了启动压力梯度和压敏效应对裂缝间干扰考虑不够
2.2　产量递减预测
用Arps递减法计算水平井投产20年内的产量递减情况，NVH10-1以指数形式递减，初产分别是8.42t/d，20年末日产油0.001 t/d，累产油分别是0.909×104t。

NVH10-1井产量递减预测，如图4所示。

图4 NVH10-1井产量递减预测
3　数值模拟方法预测产能
根据优化了的水平井参数及井网，利用建立的数值模拟模型[5]，在历史拟合的基础上对水平井产能进行预测，能有效指导在目前储层剩余油状况下，如何部署水平井开发，预测水平井的产能[6]。

预测结果显示投产初期水平井日产油是直井的3.08倍，随开采的进行，两者之间的差距逐渐缩小，十年末该值为1.23，水平井与直井的产量差别不大。

水平井的递减速度明显快于直井，十年末两者处于同一水平，因此，利用水平井可以提高采出程度，高效开发储量丰度较好的小层；对于大部分剩余油零散分布的小层，利用直井多射开小层数开发，直井+水平井开发模式是比较适用于该油藏的开发。

另外投产初期直井含水明显高于水平井，但从十年的生产过程来看，水平井的含水由10%增加到了83%，而直井的含水从40%增加到了72%，表明如何控制含水上升是该油藏开发中后期的重点工作。

4　结束语
油藏工程法认为裂缝条数在3～5条，裂缝宽度0.015～0.025m，裂缝半长40m左右，Ⅴ油组水平井产量在7～10t/d之间。

数模拟合水平井开发优于直井，初期水平井日产油是直井的3.08倍，十年末是1.23倍，因此，利用水平井可以提高采出程度，但水平井的产量递减速度和含水上升速度明显快于直井。

参考文献
[1]杨清玲.水平井产能理论研究[D].大庆石油学院，2010.
[2] 曲鸿雁.压裂水平井产能研究[D].中国石油大学，2009.
[3]范子菲，方宏长.裂缝性油藏水平井稳态解产能公式研究[J].石油勘探与开发，1996，23（3）：
52-57.
[4]郎兆新，张丽华.压裂水平井产能研究[J].石油大学
学报，1994，18（2）：43-46.
[5]张矿生.压裂水平井生产动态数值模拟研究[D].西
南石油大学，2004.
[6]何艳青，王鸿勋.用数值模方法预测压裂井的生产
动态[J].石油大学学报（自然科学版），1990，14（5）：61-64.
测试地点：110kV某变电所；测试仪器：Therma CAMP30 红外线热呈像仪测试数据如表1所示。

可以发现：加装红外观察窗的实际应用效果明显，达到了红外窗口穿透率>90%的技术要求。

而无线测温装置受传感器、无线接收装置等因素影响，测试温差相对较大，但作为实时、不间断的在线测试，可起到及时提醒运行值班员的作用。

5　结束语
从目前掌握的市场资料来看，红外线观察窗口成本普遍较高，每块均在上千元，装备一座110 kV的变电站，增加投资数万元。

而实时无线通讯温度测试装置价格亦不菲，它还有后续配件如电池等维护费用。

实践证明采用切实可靠的温度监测手段，是确保电气设备安全运行的有效途径。

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