关于水平井分段压裂多段裂缝产能影响因素的分析

王波　程占全　张元锋

摘要：低渗透条件下的地下储层，不采用压裂增产措施无法实现油气资源的有效开采。本文对模拟方法和数学模型的建立进行分析，并对压裂之后油井产能影响因素展开探讨。

关键词：水平井;分段压裂;产能影响因素

随着钻井技术的不断进步，钻井作业的成本也在下降，采用水平井钻井技术开发的油藏变得越来越多，特别是低渗透油藏，可以更好地提高采收率。但是，采用水平井水平段分段压裂改造，对提高低渗透油藏动用率还存在技术难题，需要深入研究地质油藏工程理论，从而可以进行科学合理地布井。对地下储层的应力场进行研究，可以处理好水力裂缝开始形成的部位和具备的形态。对水平井段进行优化设计，可以更好对多段裂缝进行合理设置。采用选进的分段压裂施工工艺和工具，可以对分段压裂进行有效控制。对裂缝形态进行监测，可以更好地对多段地层裂缝进行准确地评估。还应该进一步确定水力裂缝的形态，深入分析压裂施工之后的产量影响因素，对压裂施工参数进行优化和改进，做好单井的优化设计，可以更好地提高压裂效果。

1模拟方法和数学模型的建立

采用地下油藏数学模拟分析软件，对地层局部网格进行加密，采用等连通系数法来实现对油藏和地层裂缝网络的进行划分，并选择对称单元的办法来进行数值仿真，可以求解出相应的数据信息。结合某油田区发起人所采用的注采井网，设计的水平井区段长度为400米，并对井段长度、渗透率、裂缝布放位置、裂缝条数和长度等参数进行数学建模。

2压后产能影响因素

2.1有效渗透率

低渗透率的油井产量比较低，或者无法形成有效的产能，需要采用压裂手段来提升油液产量。地下储层滲透率低的水平井采用压裂手段进行改造之后，具备的产量也不会太高。

2.2垂直渗透率和水平井渗透率对比

地下储层中的小夹层会对垂直渗透率形成不利的影响，采取水平井方式形成的产能受到垂直渗透率和比值因素的影响比较大。如果垂向渗透率小，水平井产量则会较低。所以，在进行压裂作业之前，需要选取垂向渗透率比较高的地下储层，与水平井渗透率比值较小的地层则会实现很好的产能，需要形成的更多数量的人工裂缝。

2.3平面渗透率各向异性

该因素会对水平井油气产量和压裂改造之后的产能形成很大的影响，顺着水平井眼方向具备的渗透率越低，相应的产能就会下降，压裂施工作业之后也无法达到理想产能，横向裂缝可以得到很好地优化。所以，水平井的水平区段需要顺着渗透率大的方向进行设计。

2.4水力裂缝形态

裂缝具备的形态会对压裂效果产生直接影响，从横、纵向两种形态的裂缝对压裂作业之后的产量影响进行分析可以看出，地下储层渗透率如果低于，横向裂缝压裂增产的效果比较明显。如果地下储层渗透率超过，纵向裂缝压裂效果比较好。所以，应该结合地下储层渗透性来对水平井井眼轨迹方向进行设计，地层物性条件下的需要顺着最大地层应力方位进行布井设计，如果地层物性条件不好，需要顺着最小地应力来进行布井。

2.5水力裂缝数量

水平井压裂作业之后形成的每个水力裂缝，具备的流态呈现出线性及径向流共存的复杂情况，油井投入生产一段时间以后，一些地层裂缝会产生相互干扰，从而对每个裂缝的产量形成影响。在不同的地层裂缝条件下，裂缝数量对油井产量影响情况进行分析可以得知，地层物性的差异对裂缝数量要求有着很大的不同，物性条件不好的地下储层需要压裂形成更多的裂缝，当地下储层有效渗透率达到，如果水平区段的长度为400米，需要形成4条人工裂缝方可以达到理想的增产效果。

从水平井段具备的长度、裂缝条数影响下的采油指数改变情况进行分析，如果水平井段变长，可以提高采油指数，应该形成更多的人工裂缝。使水平井段长度变大，就需要投入更多的开发成本，增加人工裂缝数量也会提升分段压裂作业的难度，所以，水平井段的长度需要结合油藏工程相关理论，进行技术经济对比后再进行优选。

2.6水力裂缝长度

压裂作业施工之后形成的地层裂缝长度会对后续的油井产量产生影响，与地层的物性有着直接的关系，当有效渗透率低于情况下，提升人工裂缝长度可以更好地提高油井产量，如果地层渗透率变大，可以进行适度的减少裂缝长度，压裂作业的规模也会相应的变小，可以有效地节省压裂成本。

2.7水力裂缝具体位置

水平井具备的渗流特点及裂缝相互间产生的干扰，水平区段内的每条人工裂缝对油井产量有着不同的影响。随着油井投产时间的变长，外裂缝对改善地层渗流通道发挥着重要作用，对水平井段进行压裂作业时，需要特别对外裂缝进行很好地改造，合理设计裂缝相互间长度，避免裂纹间干扰对油井产量造成不利影响。

3认识和建议

水平井压裂改造之后的裂缝形态是由井筒轴线方位和地应力方位决定的，从而生成横、纵向或者转向等裂缝，对水平井压裂增产效果产生较大的影响，本文对多种因素进行分析可以得知：1）低渗透水平井压裂后的油井产能，会受到很多因素的影响，会受到地层应力、渗透率、各向异性等因素的影响，可以控制的因素主要有导流能力、裂缝条数和形态等。2）各向异性、地层应力和渗透率等因虽然采用人工手段无法进行有效控制，如果地层确定之后，上述因素则无法改变。在进行水平井布井过程中，对井眼轨迹和方位进行优化改进，可以更好地减少对油井产量影响。3）对水平井压裂进行优化设计，工程技术人员需要对裂缝数量、形态、长度等因素进行分析，可以更好地改善地下裂缝系统，从而更好地对裂缝进行设计。4）为了提高压裂增产效果，在对水平井压裂进行选井选层，对压裂施工方案进行优化设计时，应该选取具备较好渗透性的地下储层，水平井区段方向最小地层应力方向进行布井，压裂施工之后形成更多数是的横向裂缝，对裂缝长度和间距进行合理设计。

参考文献：

[1]黄凯.套管完井水平井分段压裂管柱配套技术研究[D].长江大学，2014.

[2]崔传智，陈鸿林，高立群.大厚层致密砂砾岩油藏直井多段压裂开发[J].科学技术与工程，2017，17（34）：55-62.

[3]魏旭.水平井簇式压裂缝间干扰数值模拟应用研究[D].东北石油大学，2016.