水平井产能与人工裂缝参数相关性模拟实验

断　块　油　气　田　２０１５年３月　间中进行的，要使２种现象的发生过程相似，则必须要　满足一定的要求和条件．例如，尺寸规模、边界特征等　相似条件隅　］。水一电模拟实验根据相似理论，利用电场　中电流的某些特性模拟所要研究对象的一些特性，即　利用电流场和压力场中拉普拉斯方程相同的特性实现　相互模拟，获取相关实验参数［－ｏ］。　电流场中的拉普拉斯方程为　。Ｕ＝０　（１）　式中：　为导体上的电压，Ｖ。　通过导体的电流遵守欧姆定律，得　Ｉ＝－ｐｇｒａｄ（Ｕ）　（２）　式中：，为通过溶液的电流，ｍＡ；ｐ为溶液电导率，ｐ￣Ｓ／ｃｍ。　而渗流场中的拉普拉斯方程为　Ｖ　＝０　（３）　式中：Ｐ为油层压力，ＭＰａ。　多孔介质中流体的流动遵守达西定律，得　Ｖ－－　ｇｒａｄ（ｐ）　（４）　式中：　为流动速度，ｍ／ｓ；Ｋ为油层渗透率，１０　ｍ　渺　为流体黏度。ｍＰａ・ｓ。　根据相似原理，当稳定状态下的渗流场和电流场　满足一定的必要条件相似时，即可以利用稳定状态下　电流场中的电流、电压来模拟渗流场中的流量和压力。　１＿２相似系数的确定　恒稳电场中分布的电压、电流和稳定渗流场中分　布的压力、流量具有如下类比关系：　＝，Ｃｐ＝　，Ｃｑ器，Ｃｏ－丽（Ｐ）ｉｎ　式中：　为几何相似系数；　为几何尺寸，ｍ；Ｃ　为压力　相似系数，Ｖ／ＭＰａ；Ｃ　为流量相似系数，ｍＡ／（ｍ　・ｄ　）；９　为油井的产油量，ｍＴｄ；Ｃ。为电导率相似系数，Ｓ・ｃｍｑ　（ＭＰａ・ｄ）；Ａ为面积，ｉｎ　；下标ＩＴＩ，ｒ分别代表模型、地层　数据。　且根据欧姆定律和达西定律，各相似系数之间应　满足Ｃｑ＝Ｃｐ　ＣＬ　。　２实验模型设计　２．１　实验参数　压裂水平井物理实验模型为圆形边界封闭的饱和　压力驱动油藏，且模型顶、底边界均为流体封闭边界。　该水平井井筒位于油藏中心位置，经过水力压裂，水平　段被压出多条等间距分布的垂向裂缝，并且裂缝贯穿　整个油层段。地层参数：供给半径９５６　ｍ．油层厚度２５　１３１，渗透率０．３￣１０　Ｉｘｍ　，井筒半径０．１ｌ　１１＂１，水平段长度　１　２００　ｍ，裂缝长度１００，１５０，２００，２５０，３００，３５０　ｍ。　模拟实验中．根据相似系数计算公式，可将地层参　数换算为模拟参数：电解槽半径２８．８　ｃｍ，溶液高度５　ｃｍ，电导率１０５　ＩＡＳ／ｃｍ，铜棒半径１　ｍｍ，铜棒长度３６　ｃｍ，裂缝长度６，９，１２，１５，１８，２１　Ｏｌ１＂１。　２．２水一电模拟实验装置　水一电模拟实验设备由油藏模拟系统、低压电路系　统和测量系统３部分组成（见图１）。通过低压电路系　统，将２２０　Ｖ的交流电转换为３６　Ｖ以下的人体安全电　压，并输给铜棒或紫铜带。应用测量系统中的探针，测　量模拟实验中不同位置的电压和通过铜棒的电流，从　而获得实验数据＿１０。　图１　实验装置示意　３实验结果及分析　３．１　压裂水平井产能影响因素　３．１．１裂缝形状　设计３组实验方案。开展水一电物理模拟实验，分　别研究不同裂缝形状（面缝、楔形缝、矩形缝）情况下的　近井渗流场特征及产能变化规律，明确裂缝形状对单　井产能的影响（见图２）。可以看出，矩形缝压裂单井产　量明显高于面缝及楔形缝压裂。因为矩形压裂缝能够　在更大程度上改善近井筒附近地层中的渗流条件，减　小流动阻力，提高水平井压裂后的单井产量。　８０　脚曩　４０　Ｏ　面缝　楔形缝　矩形缝　裂缝形状　图２裂缝形状对单井产能的影响　３．１．２裂缝长度　设计６组实验方案　分别研究不同裂缝长度　ｌ　２　３　第２２卷第２期　刘洪杰，等．海上复杂断块油田合理注水压力研究　２３３　离，以及断层的性质有关，应综合考虑地层破裂压力和　断层临界失稳压力．做到既不压裂地层又不破坏断层　稳定性。　气，２００７，１２（２）：１５２　１５４．　［５］　张云春，王俊魁．油藏注水压力的合理界限［Ｊ］．试采技术，２００６，２７　（４）：２２—２５．　２）海上复杂断块油田注水井布井，应与“通海底”　断层保持一定距离．建议大于１００　ｍ，同时考虑在注水　井与断层间布生产井作为泄压点，降低断层失稳风险。　３）在注水过程中．应加强断层附近注水井及生产　井的压力监测，同时通过注示踪剂加强断层封堵、储层　［６］　周振华，范长海．新站油田注水压力上限确定方法的探讨［Ｊ］．大庆　石油地质与开发，２００５，２４（６）：５６—５７．　［７］Ｇｕｄｍｕｎｄｓｓｏｎ　Ａ．Ｆｌｕｉｄ　ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｆａｕｌｔ　ｚｏｎｅｓ：Ｆｉｅｌｄ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｓａｎｄｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．Ｔｅｅｔｏｎｏｐｈｙｓｉｅｓ，２００１，３６（１）：１８３—１９９．　［８］　吕延防，付广．断层封闭性研究［Ｍ］．北京：石油工业出版社，２００２：　６６—１３１．　连通监测，根据监测结果及时调整注入压力，保障注水　安全　参　考　文　献　李树群．孙先杰．赵丽娟．大庆龙虎泡高台子区块套损原因分析及　对策［Ｊ］．石油钻采工艺，２００１，２３（６）：６２—６５．　［９］窦松江，赵平起．断层封闭性在油田开发中的研究与应用［Ｊ］．断块　油气田，２０１０，１７（１）：２８—３１．　［１０］徐东萍，周洪钟，李传明，等．垦利油田复杂断块油藏断层封堵性研　究［Ｊ］．断块油气田，２００４，１１（４）：２２—２４．　［１１］邓俊国，李亚辉．崔庄一西园复杂断块油田断层封闭性综合研究　［Ｊ］．断块油气田，１９９８，５（２）：１０－１３．　［１２］赵永祺，王华崇，贾玉梅．复杂断块油藏断层封闭性研究［Ｊ］．断块油　气田，１９９６，３（１）：２１—２４．　［２］　赵永胜．陆蔚刚．兰玉波．多层砂岩油田水驱开发的合理注水压力　［Ｊ］．大庆石油地质与开发，２０００，１９（６）：２１—２４．　砂岩油田合理注水压力的确定［Ｊ］．大　［３］　梁卫东，姜贵璞．王丽敏，等．庆石油学院学报．２００４，２８（４）：４２—４４．　［４］　孙欣华，周邻丹，乔继红．温西十区块合理注水压力研究［Ｊ］．吐哈油　［１　３］Ｌｉｎｊｉ　Ｙ　Ａ．Ｐａｌｅｏｅｈａｎｎｅｌ　ｓａｎｄｓ　ａｓ　ｃｏｎｄｕｉｔｓ　ｆｏｒ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｌｅａｋａｇｅ　ａｃｒｏｓｓｆａｕｌｔｓ：Ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅｆｒｏｍｔｈｅＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎＯｉｌｉｆｅｌｄ，Ｃａｌｉｆｏｎｆｉａ［Ｊ］．　ＡＡＰＧＢｕｌｌｅｔｉｎ，２００９，９３（１０）：１２６３　１２７９．　（编辑王淑玉）　（上接第２２３页）　参　考　文　献　贾承造，邹才能，李建忠，等．中国致密油评价标准、主要类型、基本　特征及资源前景『Ｊ］．石油学报，２０１２，３３（３）：３４３—３５０．　庞正炼，邹才能，陶士振，等．中国致密油形成分布与资源潜力评价　［Ｊ］．中国工程科学，２０１２，１４（７）：６０—６７．　及控制因素［Ｊ］．断块油气田，２０１４，２１（１）：２８—３１．　［８］王晓东．渗流力学基础［Ｍ］．北京：石油工业出版社，２００６：１３—２３．　［９］　李传亮．油藏工程原理［Ｍ］．北京：石油工业出版社，２０１１：３９—４６．　［１０］熊青山．石油工程专业实验指导书［Ｍ］．东营：石油大学出版社，　２００８：３７—４２．　［１１］王海军，梁利平，程鑫，等．岩心定向与储层裂缝探测技术研究进展　［Ｊ］．断块油气田，２０１１，１８（３）：３３０—３３２．　［１２］陈义国，张丽霞，赵谦平，等．三介质模型常规测井变尺度极差分析　杜金虎，何海清，杨涛，等．中国致密油勘探进展及面临的挑战［Ｊ］．　中国石油勘探，２０１４．１９（１）：１—９．　裂缝预测技术［Ｊ］．断块油气田，２０１２，１９（１）：８４—８７．　［１３］李庭礼，李春兰．低渗油气藏压裂水平井产能电解模拟实验研究　［Ｊ］．中国海上油气：工程版，２００５，１７（６）：３８９—３９３．　周庆凡，杨国丰．致密油与页岩油的概念与应用［Ｊ］．石油与天然气　地质，２０１２，３３（４）：５４１—５４４．　姚泾利，邓秀芹，赵彦德，等．鄂尔多斯盆地延长组致密油特征［Ｊ］．　石油勘探与开发，２０１３，４０（２）：１５０—１５８．　何志勇．刘海涛．肖伟．川东北ＹＢ地区须家河组裂缝特征及主控　因素［Ｊ］．断块油气田，２０１４，２１（１）：３２—３５．　刘崇瑞，颜丹平．李书兵．川西坳陷大邑构造须三段储层裂缝类型　［１４］明玉坤．分段压裂水平井注水开发电模拟实验［Ｊ］．油气地质与采收　率，２０１３，２０（６）：９１—９３．　［１５］吴晓东，隋先富，安永生，等．压裂水平井电模拟实验研究［Ｊ］．石油　学报，２００９．３０（５）：７４０—７４３．　（编辑朱丽）