中高渗气藏压裂井产能预测及优化设计.pdf

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1、第３３卷第５期煤炭学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．５２００８年５月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＣＯＡＬＳＯＣＩＥＴＹＭａｙ２００８文章编号：０２５３－９９９３（２００８）０５－０５４３－０４中高渗气藏压裂井产能预测及优化设计１２黄广涛，张士诚（１中国石化石油勘探开发研究院油藏所，北京１０００８３；２中国石油大学（北京）石油天然气工程学院，北京１０２２４９）摘要：目前，基于达西流动假设所进行的数值模拟对压裂气井生产动态的计算结果与实际相差较大．为此，在引入非达西因子的基础上，推导建立了压裂气井中气体在地层－

2、裂缝中非达西渗流的数学模型，采用有限差分法求解了数学模型，模拟计算了不同裂缝参数和地层参数下的气井产量．计算表明，压裂气井中存在的非达西渗流对气井产量有显著影响；使用正交试验方法可快捷、准确地优选出最优的压裂方案．关键词：气藏；压裂；产能预测；优化设计中图分类号：Ｐ６１８１３０２５文献标识码：ＡＣａｐａｃｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｏｎｆｒａｃｔｕｒｅｄｗｅｌｌｉｎｍｅｄｉｕｍｈｉｇｈｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｅｒｖｏｉｒ１２ＨＵＡＮＧＧｕａｎｇ

3、ｔａｏ，ＺＨＡＮＧＳｈｉｃｈｅｎｇ（１ＲｅｓｅｒｖｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳｉｎｏｐｅｃＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｉｌａｎｄＧａｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮｏｎＤａｒｃｙｅｆｆｅｃｔｅｘｉｓｔｓｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓ

4、ｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｆｒａｃｔｕｒｅｄｇａｓｗｅｌｌ．ＣｕｒｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄＤａｒｃｙｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｈａｖｅａｂｉｇｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｒｅａｌｏｕｔｐｕｔ．ＳｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｎｏｎＤａｒｃｙｆａｃｔｏｒａｎｄｂｕｉｌｔａｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｄｅｓｃｒｉｂｅｄｎｏｎＤａｒｃｙｆｌｏｗｂｅｔｗｅｅｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｉｎｆｒａｃｔｕｒｅｄｇ

5、ａｓｗｅｌｌ，ｔｈｅｎｔｈｒｏｕｇｈｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｓｏｌｖｅｄｔｈｉｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌ，ａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｄｇａｓｏｕｔｐｕｔｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒａｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔａｐｐｅａｒｓｔｈａｔｎｏｎＤａｒｃｙｆｌｏｗｉｎｆｒａｃｔｕｒｅｄｗｅｌｌｈａｓａｎｏｂｖｉｏｕｓｅｆｆｅｃｔｏｎｇａｓｏｕｔｐｕｔ．Ａｎｄｉｔｏｐｔｉｍｉｚｅｓｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｗｉｔｈ

6、ｃｒｏｓｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｃａｎｈｅｌｐｇａｓｗｅｌｌｐｒｏｊｅｃｔｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｆｒａｃｔｕｒｅ；ｃａｐａｃｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔ压裂作为一种增产措施已在低渗透气藏及煤层气开发中得到了广泛应用．为了进一步提高中高渗透气藏的单井产量，国外对这类气藏实施了端部脱砂压裂，达到了气井增产和防砂的双重作用．在参考国外成功经验的基础上，国内近几年也在陆上中高渗透气藏成功地开展了早期工艺试验．但

7、是在进行压后产能预测时，由于常规模型很少考虑气体在地层和人工裂缝内的非达西渗流问题，导致预测的压裂井产量偏大，从而给制定压裂方案和经济评价等工作带来了一定的误差．非达西流在压裂气井生产过程中普遍存在，特［１～３］［４～７］别在井眼附近的支撑裂缝中尤为剧烈．Ｗａｔｔｅｎｂａｒｇｅｒ，ＨｏｌｄｉｔｃｈＧｕｐｐｙ，Ｅｐｈｒａｉｍ等人在低渗透气藏压裂气井的非达西流动数值模拟方面取得了一定的成果．本文建立了中高渗气藏考虑裂缝和地层高速非达西效应的压裂气井数值模拟模型，并进行了实例对比计算，对压裂气井生产动态预

8、测和气藏压裂方案设计进行了深入的研究．收稿日期：２００７－０７－１３责任编辑：毕永华作者简介：黄广涛（１９７６—），男，河南鲁山人，工程师．Ｔｅｌ：０１０－８２２８２４２８，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｇｔ＠ｐｅｐｒｉｓｃｏｍ５４４煤炭学报２００８年第３３卷１地层－裂缝非达西渗流数学模型１１假设条件建立的油藏模型如图１所示．基本假设：①矩形气藏中心一口生产井，产层水平均质等厚，渗透率各向异性；②有限导流能力的裂缝两翼以井筒为轴对称分布，裂缝的高度与储层厚度相同；③地层和图１压