压裂水平井产能预测1

1、压裂水平井产能预测一、压裂水平井的物理模型压裂水平井简易物理模型压裂井水平井物理模型俯视图为提高效果,水平井压裂一般都形成多条裂缝,由于地层岩石性质及压裂工艺的限制,形成的裂缝难以达到之前设想的形态。而多条裂缝也可能形态不尽相同,在长度、宽度和与水平井井筒的夹角上各不相同。水平井压裂裂缝一般有2种形态:横向裂缝和纵向裂缝。同时,压裂施工控制不好时,或结合其他因素,也会出现转向裂缝和扭曲裂缝等非常规裂缝。二 压裂水平井的主要裂缝形态（1）横向裂缝横向裂缝就是指裂缝面与水平井井筒垂直的裂缝。因为水平井段有一定的长 度,故为提高幵采效果,一般都压开多条横向裂缝。多条横向裂缝可以改善油层的渗流状况,增

2、加泄油面积,较好地贯穿了油层,增加了控制储量。虽然多裂缝会产生缝间干扰,但是还是能能很大提高采油速度,有效地提高采收率。对开采非均质较为严重的低渗透油气田效果较好。水平井分段压裂绝大部分都是采用的多条横向裂缝,在幵发实践中取得了很好的效果。（2） 纵向裂缝纵向裂缝也就是裂缝面沿着水平井筒延伸的裂缝。裂缝平行于水平井井筒时，可以改善水平井的开采效果，将地层流体流向井筒的径向流过程转变为两个线性流过程:地层流体流向裂缝、裂缝流体流向井筒。这可以有效地提高采油速度,但并不能较好地增加水平井的控制储量。与横向裂缝相比,它增加的控制储量较为有限。横向裂缝就是指裂缝面与水平井井筒垂直的裂缝。因为水平井段有

3、一定的长 度,故为提高幵采效果,一般都压开多条横向裂缝。多条横向裂缝可以改善油层的渗流状况,增加泄油面积,较好地贯穿了油层,增加了控制储量。虽然多裂缝会产生缝间干扰,但是还是能能很大提高采油速度,有效地提高采收率。对开采非均质较为严重的低渗透油气田效果较好。水平井分段压裂绝大部分都是采用的多条横向裂缝,在幵发实践中取得了很好的效果三、压裂水平井流动形态分析1、裂缝引起的流动形态(a)裂缝径向流(b)径向-线性流(C)双线性流2、油藏流动形态(a)早期标准的流向裂键的线性流(b)中期围绕单独裂缝的拟径向流(C)中期标准的流向水平井的线性流(d)后期围绕水平井筒的拟径向流(a)裂缝径向流 (b)径

4、向-线性流或双线性流四压裂水平井产能推算理论基础压裂水平井产能的计算难点在于多裂缝系统的渗流问题,裂缝间会发生干扰。目前处理裂缝间干扰的方法多以势的叠加原理为主。下面介绍势的叠加原理1、势的基本概念势表示一个量，这个量的梯度形成一个力场，在渗流力学中，势的概念与拉普拉斯方程联系在一起，有时常把拉普拉斯方程的解称势函数根据达西定律有： v=-kudpdx （1）引入一个新的量：=kup+c (2) 带入上式，则有： v=-ddx (3) 就定义为势，通常称为速度势，它等于压力乘以一个常数，具有压力的含义。对（2）式进行微分得： d=kudp (4) 一般用（4）式研究平面和空间上某点的势此外，在

5、渗流场稳定时，渗流场中的压力分布满足拉普拉斯方程 2p/x2+ 2p/y2+2p/z2=02、平面上一点的势设在平面上有一点汇M，所有流体都流向该点，并在此消失，若在这一点画出以r为半径的圆周，其呈平面径向渗流的流量为： Q=ku2rhdpdr=2rhddr由此积分可得平面上一点的势为： =q2lnr+C式中 q单位地层厚度的产量 r地层中任意一点到井的距离 距井半径r处地层中的势 C 常数，与边界条件有关上式为平面上一点为点汇，对于点源，则q取负值即可3.空间一点的势与平面上一点的势类似，经推导可得：=-Q4r+C若点为点源，只需要去掉负号即可五、压裂水平井产能公式对比每一口井的工作都会影响

6、到地层内各点压力的下降,对于地层任意一点M而言,多口井同时工作时根据压降叠加原理,所形成的压降为pe-pm,相应的势差e m。也就是说,当多井同时工作时,地层任一点处的势满足势的叠加原理。势的叠加原理可以叙述为:“当渗流服从线性定律,同时存在若干汇源时,合成流动的势就等于每个汇源单独存在所引起的势的代数和”。势的叠加原理的数学证明是由于速度势满足拉普拉斯方程,而拉普拉斯方程式线性的,所以可以叠加。多井间干扰的结果体现为压降的叠加,均质不可压缩液体稳定渗流时,可以用势翻涌压力的大小,因而借助于势的叠加可以解决多井干扰问题。但是,势的叠加原理是建立在无限大地层的基础上的。然而客观实际上并非如此,实

7、际油田都是有限的。而供给边缘距井群越远,势的近似结果就越精确,经过实践证明,供给边缘半径大于井群分布区域的直径的的2-5倍时,计算结果就足够精确。方法一：郎兆新法1993年,郎兆新等人通过位势理论和叠加原理,对压后多条裂缝水平井产量的预测方法就行了研究。在各条裂缝产量相等的假设下,得到了产量和生产压降与裂缝长度和条数的关系。LdX 压裂水平井垂直裂缝示意图该方法假设有Nf条具有无限导流能力的垂直裂缝,裂缝等距离分布,间距为d,.半长均为Lf,高度为油层的厚度。同时先假定裂缝条数为奇数,中间的一条位于X轴上中点为原点。由位势理论可知,单条裂缝(产量为Qf)在整个二维平面上产生的势分布为:fx,y=uQ2rharcch121+x2Lf2+y0Lf-yLf21+x2Lf