压裂水平井产能的影响因素分析

压裂水平井产能的影响因素分析
李鹏;王军红;朵玉明
【摘要】压裂水平井主要是开发特殊以及无法动用储量的一项最佳技术方法，被
普遍的应用于油气田开发中。

笔者根据自己的工作经验，首先概述了压裂水平井的产能预测模型，其次，对压裂水平井产能的影响因素进行了全面的分析。

【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2013(000)010
【总页数】1页(P221-221)
【关键词】压裂水平井;产能计算模型;影响因素
【作者】李鹏;王军红;朵玉明
【作者单位】延长油田股份有限公司永宁采油厂陕西延安 717500;延长油田股份
有限公司永宁采油厂陕西延安 717500;延长油田股份有限公司永宁采油厂陕西延安 717500
【正文语种】中文
水平井压裂后能够在储层中形成一个新的流体流动通道，可以大面积的沟通从未被动用的油气层，不断提升油气产量，使得油藏的采出很大程度上攀升。

但不容忽视的是水平井压裂后通常会产生诸多的裂缝，实际压裂时，由于地应力在水平井长度方向上的差异和压裂工艺技术的限制，导致不同长度、导流能力的裂缝存在，并且，生产时各裂缝间还会相互干扰，从而使得压裂后水平井产能预测越来越复杂。

一、压裂水平井的产能预测模型
1.1、油藏模型
它具有以下几种假设条件：（1）油藏中的流动主要是三维两相流动，油层呈水平状态，（2）油藏非均质，它的渗透率存在着各向异性特征，（3）地层和流体都
属于微可压缩，并且，会一直保持稳定的压缩系数，（4）对重力与毛管力的影响不作考虑。

1.2、裂缝模型
因为裂缝没有多大的厚度，所以，在对水力裂缝研究过程中构建两维两相模型，主要注重的是裂缝面方向上流体的流动，忽视缝宽方向的流动。

它的假设条件是：（1）裂缝均质，它的渗透率存在着各项同性特征，（2）对裂缝导流能力会随生
产时间的发展而失效现象进行考虑。

（3）裂缝中流体的流动属于达西流动。

1.3、边界条件
模拟计算过程中，将油藏外边界作为封闭边界。

对油藏与裂缝关系进行处理时，应视其为两种相对独立的渗流系统。

根据裂缝壁面的流量、油藏中渗流流量、压力相等的联立条件，构建与求解方程。

二、压裂水平井产能的影响因素
2.1、裂缝长度的影响
当裂缝长度不断增加时，产油量会随之提升，不过，其提升到相应水平后会出现增幅变小情况。

出于对经济与技术因素的考虑，从具体油藏角度来看，在裂缝数量、储层渗透率和裂缝导流能力等各项参数一定时，实际就会出现一个最优的裂缝长度。

比如，当裂缝长度由六十米提高到一百米后，产油量和产液量就会有明显的提升，而当裂缝长度由一百米提高到一百三到一百四十米后，尽管也会有所提升，但其的增加幅度不会太大；由一百三四十米提升到一百八十米后，产油量与产液量的增加幅度会越来越小。

倘若对投入产出比进行考虑，那么，裂缝最为理想的长度大概是
140米。

2.2、裂缝条数的影响
从下图中可以看到，当裂缝条数（N）不断增加时，压裂水平井每天的产油量得到了提高，不过，在同一生产时间范围内，随着裂缝条数的增加，每天的产油量提升会在裂缝条数不断增加过程中逐渐降低。

这主要是因为在裂缝条数不断增加下，裂缝间的距离会越来越近，相互间造成了严重的干扰，进一步减小了每条裂缝的产量，这样一来，压裂水平井的日产油量就会下滑。

2.3、裂缝间距的影响
为了有效分析裂缝间距对压裂水平井产量的影响，假设有两条裂缝，分间距为
100米、200米、300米、400米开展相关模拟，最后得出裂缝间距在100米时，裂缝间会发生相互干扰这一严重情况，裂缝间距在200米时，干扰作用有所降低，这个时候的累积产油量已十分接近。

当两条裂缝非常靠近时，彼此间就会产生严重的干扰，进而在两条裂缝间出现了一个低压区，在该区中只能采出一定的油，若实际达到了束缚油饱和度时，不存在油流向裂缝。

2.4、裂缝与水平井井筒夹角的影响
实际钻井时，经常会因为地应力分布等地质条件的影响，往往难以根据已经设定好的方向钻进。

并且，水平井轨迹的方向还会在最大或者最小水平主应力方向上，这将直接造成裂缝与水平井井筒间存在一个夹角。

为了及时分析裂缝和水平井井筒间的夹角对压裂水平井产油量造成的影响，各计算了夹角为15°、30°、45°、60°、75°、90°时的产油量。

实践得出，当裂缝和水平井井筒夹角增大时，就会带动压
裂水平井每天产油量的提升。

这主要是因为在夹角不断增加下，每条裂缝间会存在较大的垂直距离，同时，还降低了每条裂缝间的互相干扰度，就等于是进一步扩展了每条裂缝的有效泄油面积。

2.5、裂缝位置的影响
模拟压浆水平井周围存在七条裂缝并同时运行时，能够得出，在其他条件相一致的情况下，在水平井段两端的裂缝产量要比内部裂缝的产量高。

这主要是因为过了一段很长的时间后，因为裂缝干扰因素的存在。

两条外部裂缝间的流动范围内的压力会猛烈下降，而外部裂缝的泄油区域非常大，因此，两条外部裂缝将起到了主导作用。

三、结论
综上所述可知，构建了压裂水平井的产能预测模型，同时，还对模型进行分析与求解，制定了一套相匹配的计算机程序，以充分利用数值模拟方法分析裂缝形态对水平井压裂后产能影响的目标。

其次，不管是哪一种油藏，出于对压裂后的投入产出情况的考虑，均存在着最优的裂缝参数（裂缝长度、裂缝间距、裂缝条数）组合，而对压裂水平井产能造成严重影响的参数主要是裂缝长度和裂缝条数。

最后，为了进一步降低每条裂缝间相互干扰对压裂水平井产能造成影响，每条裂缝间距必须超过其互相干扰的有效距离。

如果实际中裂缝出现了鱼骨形状分布的情况，那么，每条裂缝间的干扰作用就会明显减弱。

压裂施工过程中，不同位置上的裂缝要尽可能的错开排列，尽可能的使最外部裂缝间距低于内部裂缝的间距，因为这样，油井的日产油量才会不断的提升。

参考文献
[1]樊冬艳,姚军,王子胜,张贵玲.基于不同倾角的压裂水平井试井解释[J].水动力学研究与进展A辑.2009年06期.
[2]曾凡辉,郭建春,苟波,袁伟.水平井压裂工艺现状及发展趋势[J].石油天然气学报,2010年06期.。