一种致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，属于油气井开发【技术领域】。本发明根据室内岩心渗流实验确定致密砂岩油藏的启动压力梯度和变形系数，并在油藏、裂缝和井筒之间的流动耦合模型基础上，考虑启动压力梯度和变形系数对水平井产能的影响，得到致密砂岩油藏压裂投产水平井产能预测方程，依据该方程计算不同流压下水平井的产能，以产能最优为目标，优化水平井的合理流压。本发明通过增加储层启动压力梯度和变形系数对水平井产能的影响，使本发明的方法更为符合致密砂岩油藏的生产特征，为采用天然能量开发时水平井合理流压的优化提供了一种有效途径。
【专利说明】一种致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，属于油气井开发【技术领域】。
【背景技术】
[0002]致密砂岩储层具有滲透率低、孔喉狭窄和微裂缝较发育的特征，地层流体在这类储层中渗流具有启动压カ梯度高，应カ敏感性强，非线性流突出等特征，启动压カ梯度和应力敏感等非达西因子的影响随着地层渗透率的降低而越发明显。在致密砂岩油藏中，储层流体流动既要克服启动压カ梯度的影响，又须尽量降低应カ敏感导致渗透率降低的伤害，因此控制合理的流压显得尤为重要。然而目前在研究致密砂岩油藏压裂投产水平井产能时只考虑了启动压カ梯度、裂缝參数、地层參数等単一条件的影响，未同时考虑储层应カ敏感、启动压カ梯度、裂缝參数、地层參数和井筒条件等综合因素对压裂水平井产能的影响。
[0003]致密砂岩油藏由于其储层物性差，采用直井开发表现出单井产能低、产量递减快等问题，随着水平井钻井与压裂技术的进步，水平井分段压裂技术已成为开发致密砂岩油藏的重要手段，但是相对应的水平井产能预测模型研究却相对滞后，为水平井压裂投产后的采油生产管理带来困难。例如，中石化华北分公司所属红河油田长8油层平均滲透率
0.4X IO-3Um2,平均孔隙度10.8%，为典型的致密砂岩储层，该油田初期采用直井开发模式，平均单井日产油低于U，大部分油井属于低产低效井，2010年后采用水平井分段压裂技术进行开发，水平井初期平均日产油大于8t，取得了良好的开发效果，但是部分先导试验井由于后期采油制度不合理，导致水平井动液面下降过快，致使水平井产油指数急剧下降，严重影响水平井稳产。由生产实际反映出，保持合理的水平井流压，控制采油速度是保证致密砂岩油藏压裂投产水平井采用天然能量开发时长期稳产的主要技术方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，以解决目前致密砂岩油藏压裂投产水平井合理流压计算的难题，克服于后期采油制度不合理，导致水平井动液面下降过快，致使水平井产油指数急剧下降的问题。
[0005]本发明为解决上述问题而提供一种致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，其特征在于，该流压设计方法的步骤如下:
[0006]I)采用恒速法測定储层岩心的启动压カ梯度，采用围压改变法測定储层岩心的应力敏感特性，并计算出储层的变形系数；
[0007]2)根据测定的的启动压カ梯度和计算出的储层变形系数推导水平井产能预测方程，并根据该预测方程计算不同流压下的水平井产量；
[0008]3)以推导出的水平井产能预测方程中的产能最优为目标函数，优选流压值，根据该流压值设定水平井的下泵深度和控制的动液面深度；
[0009]4)重复步骤2)和3)，计算不同地层压カ时水平井的流压值，预测水平井不同生产阶段的流压，并以此为依据控制水平井的动液面及产量。
[0010]所述步骤2)中推导出的水平井产能预测方程为:
[0011]
【权利要求】
1.一种致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，其特征在于，该流压设计方法的步骤如下: 1)采用恒速法测定储层岩心的启动压力梯度，采用围压改变法测定储层岩心的应力敏感特性，并计算出储层的变形系数； 2)根据测定的的启动压力梯度和计算出的储层变形系数推导水平井产能预测方程，并根据该预测方程计算不同流压下的水平井产量； 3)以推导出的水平井产能预测方程中的产能最优为目标函数，优选流压值，根据该流压值设定水平井的下泵深度和控制的动液面深度； 4)重复步骤2)和3)，计算不同地层压力时水平井的流压值，预测水平井不同生产阶段的流压，并以此为依据控制水平井的动液面及产量。
2.根据权利要求1所述的致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，其特征在于，所述步骤2)中推导出的水平井产能预测方程为:
3.根据权利要求2所述的致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，其特征在于，所述步骤I)中采用恒速法测定储层岩心的启动压力梯度时，注入端的注入速度恒定，出口端压力为大气压。
4.根据权利要求2所述的致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，其特征在于，所述步骤I)中测试储层岩心应力敏感时，保持孔隙压力不变，改变围压，测定不同围压下岩心的渗透率，通过岩心渗透率与岩心净应力的关系，计算岩心的变形系数。
5.根据权利要求3所述的致密砂岩油藏压裂投产水平井流压设计方法，其特征在干，所述步骤1)中启动压力梯度测定过程如下: a)将天然岩心完全饱和原油后静置,使原油在岩心内老化； b)在特低速条件下将液体驱替到岩心入口端，逐渐建立入口端压カ； c)当岩心出口端有液体出现时，记录此时的压力，该压カ即为测试岩心的启动压力。
6.根据权利要求4所述的致密砂岩油藏压裂投产水平流压设计方法，其特征在干，所述步骤I)中测试储层岩心应カ敏感的过程如下: a)将完全饱和水的岩样装入岩心夹持器中，使液体在岩样中的流动方向与测定气体渗透率时气体的流动方向一致，且保证不会有空气遗留在系统中； b)保持进ロ压力值不变，増加围压值，使净压カ依次増加； c)在每ー压力点持续特定时间后，测定岩样渗透率； d)缓慢减小围压，使净围压カ恢复，并在每ー压力点持续设定时间后，測定岩样渗透率。
【文档编号】E21B49/00GK103573263SQ201310477006
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】邓学峰, 罗懿, 刘岳龙, 卢瑜林, 李克智, 屈玉凤, 符伟兵 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司华北分公司工程技术研究院