页岩气水平井最优长度
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摘要 ： 页岩气作为一种新兴能源， 得到国家与各个能源公司的重视。 我国页岩气资源十分丰富， 但是我国的页岩气勘探开发刚刚起步。 目前 广泛采用水平井开发页岩气藏， 采用较大的水平段长度可以获得较高的采收率和较大的采油速度， 但成本必然相应地增加， 采用较小的水平段 长度,可以降低成本， 但会影响采油速度和最终采收率。 由此看来， 对于某一具体的水平井， 必然存在一个合理水平段长度。本文从采油工程的角 度研究页岩气水平井段最优长度的确定方法。 Abstract: Shale gas as a new energy resource, the countries and energy companies pay more attention on this resource. The shale gas resources in our country are very rich, but the shale gas exploration and development in China has just started. Currently the horizontal well is used to develop shale gas reservoir, the longer horizontal length can obtain higher recovery and larger oil production speed, but the cost will increase accordingly, using smaller horizontal length, can reduce costs, but will affect oil production speed and the ultimate recovery. So it seems, for a specific of horizontal wells, there must be a reasonable horizontal length. This article determines the horizontal length from the perspective of production engineering. 关键词 ： 页岩气； 水平井； 最优长度； 磨阻； 压降 Key words: shale gas； horizontal wells； optimum well length； drag； pressure drop
Value Engineering
· 27 ·
页岩气水平井最优长度研究
Optimum Well Length of Horizontal Wells百度文库in Shale Gas Reservoir
刘双龙 Liu Shuanglong；高博 Gao Bo
（新疆油田公司采油一厂车排子作业区， 新疆 834000 ） Xinjiang 834000， China ） （Xinjiang Oilfield Company Oil Production First Plant Chepaizi Operation Area，
中图分类号 ：TE3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1006-4311 （2012 ） 06-0027-02
0 引言 随着中国经济规模的扩大与持续增长， 中国的能源需求急剧增 加， 能源的供需矛盾越来越突出。当今世界各国都纷纷通过寻找替 代能源等各种渠道解决自身的能源问题。 天然气的开发生产在世界 能源生产与消费中占据重要地位， 非常规天然气类型和赋存形式多 非常 样， 分布范围更为广泛， 潜在资源量远远大于传统天然气资源。 页岩气、 煤层气等。 随着世界能源消 规天然气主要包括致密储层气、 费的不断攀升，这些非常规油气藏和隐蔽油气藏越来越受到重视， 将成为未来石油天然气能源的重要接替者[1]。 页岩气是从页岩层中开采出来的， 主体位于暗色泥页岩或高碳 泥页岩中， 以吸附或游离状态存在于泥岩、 高碳泥岩、 页岩及粉砂质 “自生自储” 成藏模式。我 岩类夹层中的天然气聚集， 表现为典型的 国页岩气资源十分丰富， 探明可采资源量大约为 26 万亿立方米 （与 。页岩气将是我国现实的接替能源，主要分布于南方川 美国相当 ） 云桂、 江浙， 新疆、 青藏和华北地区。 我国的页岩气勘探开发刚刚 渝、 起步， 如果能够得到高效经济开发， 将有利于减少我国对外石油依 存度， 增加国家能源安全， 提升能源保障水平。 目前， 利用水平井开发页岩气油田已成为一项重要技术并被广 泛采用。 水平井开发设计中的一个重要问题就是确定水平井合理水 平段长度。水平段长度不仅影响水平井的单井产量、 钻井成本和泄 油面积， 而且还影响油田的钻井数目和开发投资。采用较大的水平 段长度， 可以获得较高的采收率和较大的采油速度， 但成本必然相 应地增加， 采用较小的水平段长度,可以降低成本， 但会影响采油速 度和最终采收率。 由此看来， 对于某一具体的水平井， 必然存在一个 合理水平段长度[2]。本文从采油工程的角度研究水平井段最优长度 的确定方法。 1 页岩气水平井水平段长度模型 1.1 摩擦力对产量的影响 许多文献资料上的水平井计算模型 可以让我们很容易的算出水平井段单位长度的采油指数 （JS ） ， 但是 这些模型上都有一个共同的缺陷， 这个缺陷就是他没告诉我们井筒 压降是如何影响采油量的[3]。本文利用采油指数的概念来描述水平 井筒中的流动， 并通过把水平井的计算模型与流体磨阻计算的相结 合推导了水平段最优长度的计算模型。 图 1 描述了页岩气油藏中的 一口水平井。 Pe 为页岩气油藏的外边界压 力， Pw （x ） 表示沿水平井筒方向坐 标 x 处的压力，则井眼中流动公 式可以描述为：
（x ） q（ ） =J（ ） pe -pw s x s x
L
（1 ）
） 沿着整个井筒进行积分， 得到总产油量计算公式： 把式 （1 Qw,fric = Qw,fric =
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页岩气水平井最优长度研究
Optimum Well Length of Horizontal Wells百度文库in Shale Gas Reservoir
刘双龙 Liu Shuanglong；高博 Gao Bo
（新疆油田公司采油一厂车排子作业区， 新疆 834000 ） Xinjiang 834000， China ） （Xinjiang Oilfield Company Oil Production First Plant Chepaizi Operation Area，
中图分类号 ：TE3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1006-4311 （2012 ） 06-0027-02
0 引言 随着中国经济规模的扩大与持续增长， 中国的能源需求急剧增 加， 能源的供需矛盾越来越突出。当今世界各国都纷纷通过寻找替 代能源等各种渠道解决自身的能源问题。 天然气的开发生产在世界 能源生产与消费中占据重要地位， 非常规天然气类型和赋存形式多 非常 样， 分布范围更为广泛， 潜在资源量远远大于传统天然气资源。 页岩气、 煤层气等。 随着世界能源消 规天然气主要包括致密储层气、 费的不断攀升，这些非常规油气藏和隐蔽油气藏越来越受到重视， 将成为未来石油天然气能源的重要接替者[1]。 页岩气是从页岩层中开采出来的， 主体位于暗色泥页岩或高碳 泥页岩中， 以吸附或游离状态存在于泥岩、 高碳泥岩、 页岩及粉砂质 “自生自储” 成藏模式。我 岩类夹层中的天然气聚集， 表现为典型的 国页岩气资源十分丰富， 探明可采资源量大约为 26 万亿立方米 （与 。页岩气将是我国现实的接替能源，主要分布于南方川 美国相当 ） 云桂、 江浙， 新疆、 青藏和华北地区。 我国的页岩气勘探开发刚刚 渝、 起步， 如果能够得到高效经济开发， 将有利于减少我国对外石油依 存度， 增加国家能源安全， 提升能源保障水平。 目前， 利用水平井开发页岩气油田已成为一项重要技术并被广 泛采用。 水平井开发设计中的一个重要问题就是确定水平井合理水 平段长度。水平段长度不仅影响水平井的单井产量、 钻井成本和泄 油面积， 而且还影响油田的钻井数目和开发投资。采用较大的水平 段长度， 可以获得较高的采收率和较大的采油速度， 但成本必然相 应地增加， 采用较小的水平段长度,可以降低成本， 但会影响采油速 度和最终采收率。 由此看来， 对于某一具体的水平井， 必然存在一个 合理水平段长度[2]。本文从采油工程的角度研究水平井段最优长度 的确定方法。 1 页岩气水平井水平段长度模型 1.1 摩擦力对产量的影响 许多文献资料上的水平井计算模型 可以让我们很容易的算出水平井段单位长度的采油指数 （JS ） ， 但是 这些模型上都有一个共同的缺陷， 这个缺陷就是他没告诉我们井筒 压降是如何影响采油量的[3]。本文利用采油指数的概念来描述水平 井筒中的流动， 并通过把水平井的计算模型与流体磨阻计算的相结 合推导了水平段最优长度的计算模型。 图 1 描述了页岩气油藏中的 一口水平井。 Pe 为页岩气油藏的外边界压 力， Pw （x ） 表示沿水平井筒方向坐 标 x 处的压力，则井眼中流动公 式可以描述为：
（x ） q（ ） =J（ ） pe -pw s x s x
L
（1 ）
） 沿着整个井筒进行积分， 得到总产油量计算公式： 把式 （1 Qw,fric = Qw,fric =