低渗油藏水力压裂裂缝长度优化研究.pdfVIP

学兔兔 学兔兔 第31卷第1期 李小波等：低渗油藏水力压裂裂缝长度优化研究 中高渗透油层的渗流区域是以井筒为中心的同心圆，而低渗油层压裂井由于在井筒中有两条对称裂缝存 在，因此在压裂裂缝周围形成了一个椭圆形的泄流区域，随裂缝方位不同泄流区域也不同；井与井之间 这种泄流区域可能交叉、重叠，在合适的裂缝方位条件下将形成最大的驱扫面积。③恰当的水力裂缝长 度将决定低渗油藏压裂后的最大产能。 2 裂缝处理方法 由于水力压裂井渗流方式的改变，在压裂井地层中存在两个流动系统，即流体在储层内和在裂缝内 的流动。对压裂裂缝的数值模拟关键是要反映出裂缝和储层这两部分的窜流特征和渗流特征。然而在油 藏数值模拟中，网格系统的处理方法却可直接影响压裂裂缝的模拟效果。 2．1 常规方法 在压裂井的数值模拟中一般为了便于研究，通常将 实际的直角网格进行加密，同时将压裂裂缝简化成垂直 于地层并通过井眼中心且在井筒两侧呈对称分布的高渗 透率平板[4 ](图2)。在数值模型中这样处理虽然可以 反映压裂裂缝的存在，但是裂缝网格块的宽度远大于井 图2 常规方法对压裂裂缝的处理 筒的宽度，这与实际情况不相符。这样可能导致井筒的 传导能力增加，因为很多应用实例表明对井的传导率没 有进行修正，即夸大了井的米注采指数，从而可能过高地评估压裂的效果。即使井简的传导能力通过特 殊处理可以校正，但是压力场和压力梯度场却无法得到校正。而由渗流力学理论可知，井筒周围的压力 降对渗流结果的影响非常显著，对井筒进行网格加密处理也正是基于如此认识。由于压裂井渗流方式的 复杂性，所以常规井网加密方法不能反映水力压裂井渗流的真实性。 2．2 PEBI网格方法 在油藏数值模拟中，对水力裂缝的处理方法通常分为显式方法和隐式方法。显式方法是指采用网格 形式描述水力裂缝，并同时采用等值渗流阻力法或等连通系数法对裂缝所在网格渗透率进行等效放大， 以体现其高渗透特性。隐式方法指利用表皮系数法、等效半径法等，在油藏模拟中体现水力裂缝的增产 效应，进行产量预测[6q]。 这里采用油藏数值模拟中的新型网格结构——PEBI 网格对压裂裂缝进行高精度的模拟。PEBI网格方法是通 过改变渗流方程的离散方式来改变对水力裂缝的模拟方 法，实质是一种新的显式网格加密方法和等值渗流阻力 或等连通系数法的结合，其优势在于可以对任意方位的 人工裂缝进行描述。另外，由图3可以看出，这种方法 可以应用近似的径向网格描述井筒区域，实现井筒网格 与水力裂缝网格的分离。PEBI网格由自身所在网格点和 周围相邻网格点连接而成，其网格点的分布与传统网格 相比具有非常大的灵活性。所以在PEBI网格中，压裂裂 图3 PEBI网格对压裂裂缝的处理 缝被宽度极小的网格块代替，其网格块的宽度远小于井 简半径，这样更能反映地层裂缝的真实性，这点也有别 于常规处理方法。此外采用PEBI网格对压裂裂缝进行高精度的近似在压裂井的数值试井中广泛应用， 相对常规方法模拟精度更高。 3 裂缝长度优化 在压裂裂缝长度设计时主要考虑两个因素：首先要满足单井经压裂后获取的净收益最大；其次满足 学兔兔 · 306· 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2009年2月 裂缝长度与井网匹配并在一定的生产时间内达到最大的采出程度。所以采用PEBI网格模拟来确定满足 最大采出程度的裂缝长度，采用经济评估方法确定单井压裂后的最大净收益。只要这两种方法优化出的 裂缝长度相近，则表明该裂缝长度是合理的，达到了压裂裂缝长度优化的目的，能实现压裂井增产增 效。 经济评估方法主要从经济角度进行裂缝