低渗透油藏压裂水平井压力动态特征研究.pdf

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1、第14卷第19期2014年7月科学技术与工程Vo1．14No．19Ju1．20141671—1815f2014)19—0064—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．低渗透油藏压裂水平井压力动态特征研究谢亚雄刘启国刘振平王惠王宏玉袁淋(“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，西南石油大学，成都610500)摘要为研究低渗透油藏的压力动态特征，建立了考虑缝网压裂的压裂水平井三线性流数学模型，通过拉普拉斯变换和杜哈美原理求得了考虑井

2、储和表皮效应影响的井底无因次压力解，应用Stehfest数值反演算法绘制了油井的井底压力动态响应曲线。分析了压力动态曲线特征并对其敏感性因素进行了研究。研究表明，弹性储容比主要影响压力导数曲线窜流凹子的宽度和深度及出现时间的早晚；窜流系数主要影响窜流凹子出现的位置；裂缝导流能力主要影响裂缝一内区(缝网区域)地层双线性流出现时间的早晚及内区窜流凹子的位置和形态；内区宽度主要影响内区地层线性流的持续时间。关键词低渗透油藏缝网压裂三线性流压裂水平井压力动态特征中图法分类号TE348；文献标志码A水平井

3、水力压裂技术已经成为开发低渗透油藏压裂水平井的渗流特征。的一项前沿技术¨J。水平井自身对地层的穿透度1三线性流模型的建立较大，压裂后产生的主裂缝及其在周围产生的次生微裂缝不仅增加了流体的渗流通道，也扩大了单井1．1物理模型泄油面积，从而能有效提高油井的产能及经济效如图1所示，油藏系统中存在三个区域，流体由益J。国外对于压裂井模型的解释起步较早，外区流入内区，再由内区流人至人工裂缝区域。其Gringarten等人首先研究了均质油藏无限导流中内区为受压裂改造影响后考虑缝网压裂的双孔介垂直裂缝井的模型

4、。Lee和Brockenbrough于质区域，外区为未受压裂改造影响的双孔介质区1986年提出三线性流模型。Houze等人¨建立了域，裂缝区域为压裂后产生的人工裂缝区域¨。基双孔介质的垂直裂缝井模型并进行了深入研究。本假设如下：①油藏外边界封闭；②一口定产量水Brown101于2009年提出了带双孔介质区域的三线平井为人工裂缝所贯穿，裂缝沿水平井轴对称分布性流模型，并绘制了试井分析的典型曲线。Stalgoro—且问距相等；③流体在地层中的流动为单相不稳定va11]于2012年在Brown模型的基

5、础上加以改进，渗流，且为一维线性渗流，流体流动服从达西定律，建立了封闭均质油藏压裂水平井的三线性流模型，忽略重力和毛管力的影响；④双孔介质地层中基岩研究了压裂水平井的压力动态特征。国内张义堂等系统和天然裂缝系统之问的窜流为拟稳态；⑤流人l】卜给出了各类压裂水平井的试井模型，并对这体和岩石弱可压缩，各自具有恒定的压缩系数；⑥些模型的试井分析曲线进行了较深入的研究。流体黏度恒定；⑦内区地层物性较外区更优。低渗透油藏因构造应力的影响往往表现为双重孔隙介质的特性，对于压裂井产生的网状裂缝可以用人工裂缝周

6、围有限区域的双孔介质来进行描述，而前人的相关研究均没有考虑缝网压裂的影响效果。文章在充分调研国内外相关研究的基础上，建立了低渗透油藏压裂水平井考虑缝网压裂的三线性流的试井模型并获得了模型的解，利用数值反演算法绘制了油井的压力动态特征曲线并对其进行了分析。三线性流模型简单，应用方便，能够很好地描述图1压裂水平井三线性流模型示意图2014年2月26日收到国家重点基础研究发展计划(973计划)Fig．1Tri—linearflowmodeloffracturedhorizontalwell(2014C

7、B239205)资助第一作者简介：谢亚雄，男，硕士研究生。研究方向：油气田开发工1．2数学模型程。E-mail：594760683@qq．com。根据常规不稳定试井分析方法，定义无因次量19期谢亚雄，等：低渗透油藏压裂水平井压力动态特征研究65如下K2faPml—K—lfaP。fDI(9)aDI：aDI：PO'D=_i丽(p。o一p)，lD／2=pIfDlo／2一SFdX}DJXDD／2p。o=_—_：(p。o一—p)J，(10)式中为内区地层弹性储容比；A为内区地层窜。D：一，。：，6’D一’

8、流系数；S为裂缝表皮系数；K2为外区基岩系统渗=。透率，10一m。，1．2．3裂缝区域的数学模型式中i=1，2，分别代表内区和外区；=m，分别渗流控制方程代表基岩系统与天然裂缝系统；P油、P。为无因次aY+．f一：0(11)双孔介质地层压力，无因次人工裂缝压力；P。、P、2。FcDa"／]FD¨。DDp，为油藏原始压力、双孔介质地层压力、人工裂缝初始条件：P。(。，0)=0(12)压力(MPa)；KKr为内区基岩系统渗透率，人工边界条件：—0P裂缝渗透率(10～m)；h为油层厚度(m)；gF为—