一种预测浅层油藏压裂水平缝油井产能计算方法与流程

本发明属于石油开采，特别涉及一种预测浅层油藏压裂水平缝油井产能计算方法。

背景技术：

1、国内外研究表明，不同深度油层压裂裂缝形态具有复杂特征，一般认为600m深度的储层多为水平缝，600-1200m深度常为复杂缝(垂直缝、扭曲缝、水平缝可能同时存在)，深度1200m以上深裂缝为垂直缝。延长东部油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的东部，主要目的层为延长组长6油层，该类油藏埋深浅，油藏中深小于500m，储层物性差，渗透率0.78md,上覆垂向地层压力相对较小，压裂过程中人工裂缝沿水平层理面延展，水平裂缝系统较发育，这使得东部油田的开发具有典型的特点：(1)单井产能低，平均单井日产油0.19t/d，综合含水高(74％)；(2)衰竭开发产量递减幅度大、采出程度低(5.9％)；(3)储层非均质性严重，渗透率级差112，突进系数5.8，变异系数0.82。

2、致密砂岩储层压裂改造后发育大量互相交错的裂缝，起着连通孔隙和渗流通道的作用，对油藏渗流规律及油井产能产生较大影响，目前压裂井产能计算方法主要有数值模拟法、统计法、渗流法和保角变换法，但产能模型主要针对垂直裂缝，在水平缝方面的研究较少，而水平缝的渗流规律与产能大小与垂直缝有较大的区别，且大部分产能计算模型的假设条件较为苛刻、考虑到影响产能的因素并不全面，应用效果不太理想。产能是水平井理论研究中十分重要的参数，是水平井压裂参数优选和开发效果评价的主要依据。本发明以延长油田东部浅层油藏为研究区块，针对超浅层油藏储层的渗流规律，考虑了一层多缝压裂水平井的开采机理，在此基础上首次建立了考虑水平缝的一层多缝压裂水平缝储层油井产能方程，该产能模型考虑了储集层物性、流体属性、人工压裂水平裂缝及工作制度影响，建立的超浅层油藏一层多缝压裂水平缝产能预测方法，符合实际情况，可用于现场压裂设计的快速评价分析，提高油层小层利用率和油藏动用程度。

技术实现思路

1、本发明旨在针对上述问题，提出一种预测浅层油藏压裂水平缝油井产能计算方法。

2、本发明的技术方案在于：

3、一种预测浅层油藏压裂水平缝油井产能计算方法，该方法如下。

4、(一)模型基本假设

5、1)裂缝位于地层中央位置，关于井筒对称，在水平面上的投影为椭圆形；

6、2)裂缝导流能力随时间变化；

7、3)油藏含有油、水两相，且在地层和裂缝中均满足达西渗流定律；

8、4)流体在油藏中等温渗流，且在流动过程中不与孔隙介质发生物理、化学反应；

9、5)忽略重力及毛管力因素对流体渗流的影响；

10、6)油藏渗透率在径向和垂向上为各向异性。

11、(二)基于以上假设条件，在二维柱坐标系统下，

12、地层压力方程的表达式为：

13、

14、饱和度方程的表达式为：

15、

16、其中，

17、式中：r为椭圆半径，m；p为压力，mpa；λr为椭圆半径方向流度，md/mpa·s；z为z方向高度；λz为z方向流度，md/mpa·s；q为产量，m3/d；为孔隙度，％；ct为综合压缩系数，mpa-1；t为时刻，无量纲；λrw为r方向水相流度，md/mpa·s；λzw为z方向水相流度，md/mpa·s；qw为水相产量,m3/d；sw为含水饱和度，小数；kr为r方向的渗透率，md；kro为油相相对渗透率，md；μo为油相黏度，mpa·s；krw为水相相对渗透率，md；μw为水相黏度，mpa·s；kz为z方向渗透率，md；kw为水相有效渗透率，md；

18、在二维柱坐标系统下，考虑裂缝与油藏单独渗流，裂缝压力方程的表达式为：

19、

20、饱和度方程的表达式为：

21、

22、其中，

23、

24、

25、式中：λf为裂缝中流度，md/mpa·s；pf为裂缝压力，mpa；v为渗流速度,m/s；qf为裂缝内产量,m3/d；为裂缝孔隙度，％；cft为裂缝综合压缩系数，mpa-1；λfw为裂缝中水相流度，md/mpa·s；qfw为裂缝中水相产量，m3/d；sfw为裂缝中含水饱和度，％；kf为裂缝绝对渗透率，md；kfro为裂缝油相相对渗透率，md；kfw为裂缝水相相对渗透率，md；

26、由于裂缝模型考虑了裂缝的失效性，即水力裂缝导流能力随生产的进行不断降低，模拟出的结果更符合现场生产实际，裂缝渗透率变化公式可通过室内实验和现场产量拟合回归得到函数关系式为：

27、kf＝kfoe-mt          (7)

28、式中：kfo为裂缝初始渗透率，md；m为裂缝渗透率衰减系数，无量纲。

29、建立边界模型，由于模型的对称性，沿垂向取裂缝和地层的一半为计算单元，考虑油井定压生产，外边界定压或封闭，上下边界封闭；

30、内边界条件满足：

31、

32、外边界条件满足：

33、

34、

35、模型初始条件满足：

36、

37、

38、裂缝与油藏连接条件满足：

39、q(r,z,t)＝qf(r,t) (rw≤r≤rf,t＞0)            (13)

40、p(r,z,t)＝pf(r,t)(rw≤r≤rf,t＞0)

41、式中：rw为井半径，m；pwf为井底流压，mpa；r为边界半径，m；r为供给半径，m；pi为供给边界压力，mpa；pr为r处地层压力，mpa；rf为裂缝半径，m；swi为初始含水饱和度，小数；h为储层厚度，m；

42、根据公式(8)-公式(13)联立求解可得：

43、内边界产量公式：

44、

45、外边界产量公式：

46、

47、联合式(14)、(15)可求得水平缝下的油井产能公式：

48、

49、式中：q为油井产能，m3/d；qin为内边界产能，m3/d；qout为外边界产能，m3/d；kz为垂向渗透率，md；xf为裂缝半长轴，m；a为泄油半径，m；b为裂缝半短轴，m；b为体积系数，无因次；pe为地层压力，mpa；pw为井底压力，mpa；kx为水平渗透率，md。

50、本发明的技术效果在于：

51、本发明由于考虑了储层中的水平缝渗流现象，使得计算结果更真实可靠，为水平井的高效开发决策提供了理论基础，进一步验证了超浅层油层适合水平井开发方式。

技术特征：

1.一种预测浅层油藏压裂水平缝油井产能计算方法，其特征在于：方法如下：

技术总结
本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种预测浅层油藏压裂水平缝油井产能计算方法。本发明直接利用公式直接计算得到浅层油藏压裂水平缝油井产能。本发明由于考虑了储层中的水平缝渗流现象，使得计算结果更真实可靠，为水平井的高效开发决策提供了理论基础，进一步验证了超浅层油层适合水平井开发方式。

技术研发人员：石立华,杜燕,党海龙,韩洁,刘晓霞,石彬,沈振振,朱争,王敏
受保护的技术使用者：陕西延长石油（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24