摘要：水平井分段多簇压裂过程中,簇间应力阴影将引起多裂缝进液差异。页岩气藏生产测井数据表明,超过40%的射孔簇对油气产量无贡献。为揭示多裂缝非均匀扩展机制,建立了考虑多孔介质流固耦合的多裂缝竞争扩展有限元模型,构建了井筒流动模型,并对压裂液流动压降进行了简化表征,设计引入了管流单元和流体连接单元,有效模拟了井筒与孔眼处的流量动态分配,研究了射孔摩阻对多裂缝进液分配比例的影响规律。结果表明:当射孔摩阻增大到特定阈值时,多裂缝流量分配比例将由簇间应力阴影转变为射孔摩阻控制,合理布置低孔密、孔数可有效增大射孔摩阻,促进多裂缝均衡扩展;利用该模型对西南某区块X水平井射孔方案进行优化,当簇间距为15 m、孔径为0.015 m、总孔数由50降至32时,单簇平均进液量提高了0.125 m^(3)/min,各簇进液差异系数为3.9%;非均匀布孔时,单簇平均进液量提高了0.101 m^(3)/min,各簇进液差异系数为4.1%。该研究为水平井多裂缝均匀扩展提供了理论方法和参考依据。

摘要：水平井分段多簇压裂技术现有研究主要围绕稳定流体压力作用展开,波动流体压力激励下的储层动应力响应规律尚不清晰。为此,考虑动力因素影响,建立了多簇压裂过程波动流体压力激励下储层应力响应规律仿真模型,分析了簇间距、簇数量及波动流体压力变化频率对储层应力响应规律的影响。研究表明,簇间距、簇数量及流体压力变化频率对于储层内诱导应力场影响明显:随着簇间距的提高有效应力扰动区域先减小后增大,而随着簇数量及流体压力波动频率的提高有效应力扰动区域逐渐减小。上述研究结果可以为水平井分段多簇压裂的施工方案设计提供理论指导。

摘要：水平井分段多簇压裂是目前非常规储层开发的有效手段,但现场生产测试结果表明,相当一部分的射孔簇对产量完全无贡献。文中基于CZM模型和伯努利方程建立了考虑射孔孔眼摩阻的多簇裂缝同时起裂与扩展的有限元计算模型,对不同射孔参数情况下裂缝的同时扩展进行了计算模拟,得到了不同时间5簇裂缝的扩展形态,以及井底压力、各簇裂缝缝口压力和进入各簇裂缝的压裂液流量等随时间的变化规律。模拟结果表明:当射孔孔眼摩阻较低时,初期5簇裂缝同时起裂,后期由于应力干扰加强,中间3簇裂缝停止扩展并逐渐闭合,压裂液不再进入中间3簇射孔,成为无效射孔簇;非均匀射孔簇摩阻之间的差异能够有效平衡裂缝之间的应力干扰,使多簇裂缝同时起裂扩展并减缓多簇裂缝扩展的不均衡性;中间簇比侧边簇射孔数量只需多出2~3个就可以有效改变裂缝扩展形态,提高储层改造效果。该有限元计算模型对现场多簇水力压裂施工参数设计具有一定的指导意义。

摘要：系统阐述了体积改造技术的基本内涵、优化设计及实现方法。其内涵包括5个方面:①可"打碎"储集层,形成复杂缝网,"创造"人造渗透率;②裂缝起裂不是单一张开型破坏,而是剪切破坏及错断和滑移等;③"突破"传统压裂裂缝渗流理论模式,大幅度缩短流体有效渗流距离;④适用于较高脆性岩层的改造;⑤采用"分段多簇射孔"。分析表明:流体穿过100 m渗透率为0.000 001×10 3μm2的基质向裂缝渗流需要的时间超过100×104a,只有体积改造形成裂缝网络才能使流体从基质向裂缝实现"最短距离"渗流。簇间距优化、非均匀布段(簇)、优化支撑剂铺置模式等是实现体积改造的关键理念;加密分簇技术、多次停泵注入模式及多次端部脱砂压裂技术是低脆性指数地层实现体积改造的技术关键。体积改造技术在致密砂岩(油、气)、火山岩、碳酸盐岩的改造中有良好的应用前景,利用多层多分支井技术对储集层实施"立体式"体积改造是高效开发非常规油气藏的未来发展方向。