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页岩气压裂的几个关键问题与探索

天然气工业 2022年第8期42卷 148-161页

作者：郭建春路千里何佑伟 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学四川省成都市610500

页岩气体积压裂过程中,水力裂缝易沟通天然裂缝快速向前扩展并诱导地层沿裂缝面产生滑移,由此引发的井间压窜和套变问题已成为影响页岩气压裂安全高效施工的技术瓶颈。此外,由天然裂缝窄缝宽引起的裂缝欠支撑问题导致裂缝流动能力变差,... 详细信息

页岩气体积压裂过程中,水力裂缝易沟通天然裂缝快速向前扩展并诱导地层沿裂缝面产生滑移,由此引发的井间压窜和套变问题已成为影响页岩气压裂安全高效施工的技术瓶颈。此外,由天然裂缝窄缝宽引起的裂缝欠支撑问题导致裂缝流动能力变差,进而影响页岩气储层改造效果。为此,针对页岩水力压裂中的井间压窜、套管变形和微裂缝支撑3个影响页岩气勘探开发和经济效益的关键问题,在大量文献调研基础上,结合理论与实验分析开展了机理研究:(1)在阐明压窜机理并分析主控因素的基础上,建立了基于机器学习的压窜干扰程度评价模型及预测方法,并依据井组缝网模型开展压窜控制措施评价,提出了缝端暂堵、老井关井等压窜防治工程措施;(2)基于应力分析建立了裂缝剪切滑移导致套变机理分析模型,通过分析压裂过程中与裂缝相交的套管受力变化,明确了天然裂缝流体压力升高是引发套变的主要因素,并从压裂施工和建井两个方面提出了套变防治方法;(3)结合颗粒运移模型和大型平板输送实验分析了微支撑剂的运移机理,通过导流能力实验证实了微支撑剂提高裂缝流动能力的有效性。经现场应用表明:所提出的压窜和套变防治措施能够显著提高压窜恢复程度,降低套变率,采用微支撑剂可以大幅度提高页岩气压后产量,为深层页岩气的规模效益开发提供了技术支撑。

关键词：页岩气储集层(岩石) 水力压裂压窜套变微支撑剂规模效益开发

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基于机器学习的页岩气井井间干扰评价及预测

油气藏评价与开发 2022年第3期12卷 487-495页

作者：张庆何封何佑伟中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部四川成都610051 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500

页岩气藏井间干扰严重制约气井生产,井间干扰程度评价与预测对页岩气高效开发具有重要意义。现有研究主要聚焦页岩气井间干扰现象、生产动态特征以及数值模拟参数优化等方面,但页岩气井间干扰程度定量评价及预测方面的研究较少,且参数... 详细信息

页岩气藏井间干扰严重制约气井生产,井间干扰程度评价与预测对页岩气高效开发具有重要意义。现有研究主要聚焦页岩气井间干扰现象、生产动态特征以及数值模拟参数优化等方面,但页岩气井间干扰程度定量评价及预测方面的研究较少,且参数体系不全,难以客观评价页岩气井间干扰程度。因此,采用机器学习方法综合考虑地质参数、压裂参数及生产参数,对A页岩气藏井间干扰程度进行评价及预测。先对初始数据进行数据处理,提高数据质量,然后基于处理后的数据,应用聚类分析及随机森林算法评价及预测Y页岩气井间干扰程度。结果表明:A页岩气藏中井间干扰程度低、中、高的井数占比分别为25.93%、37.03%、37.04%,其中压裂因素对A页岩气藏井间干扰程度评价结果影响最大。调参后的页岩气井间干扰程度预测结果达到92.07%,表明所建立的预测模型可应用于实际页岩气井间干扰程度预测,且模型精确度较高,为页岩气井井间干扰量化评价及预测提供了一种有效手段。

关键词：页岩气井间干扰程度评价井间干扰程度预测机器学习 K-Means 随机森林

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一种新型油藏气驱采收率预测图版

石油勘探与开发 2022年第3期49卷 530-537页

作者：汤勇张皓川何佑伟郭晓东范坤伍藏原周代余陶正武李金龙西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院深圳南山518000 中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院新疆库尔勒841000 中国石油吉林油田公司勘探开发研究院吉林松原138000

基于童氏图版,考虑油、气、水三相的影响,提出以累计产气、产水量地下体积之和占总产出流体地下体积比例的含水气率替代含水率,将累计产气量纳入童氏水驱特征曲线图版中,推导了气驱特征曲线方程,建立了一种适用于气驱油藏采收率预测的... 详细信息

基于童氏图版,考虑油、气、水三相的影响,提出以累计产气、产水量地下体积之和占总产出流体地下体积比例的含水气率替代含水率,将累计产气量纳入童氏水驱特征曲线图版中,推导了气驱特征曲线方程,建立了一种适用于气驱油藏采收率预测的新型图版,同时采用油田实际生产数据,结合油藏数值模拟预测数据,论证了新型图版的适用范围并用实例验证了预测结果的精度。结果表明,新型图版同时适用于水驱、气驱油藏采收率预测。当油藏不注气或未产气时,可忽略气相,仅考虑油、水两相,新型气驱特征曲线图版退化为童氏图版,可评价油藏水驱效果。当气驱油藏含水气率为60%~80%时,新型图版回归法预测采收率适用性较好。当气驱油藏含水气率大于80%时,新型图版回归法与赋值法均可较准确地预测气驱油藏最终采收率。

关键词：气驱油藏含水气率气驱特征曲线采收率预测图版童氏图版

基于物质的量平衡的气藏CO_(2)埋存潜力评估方法

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石油钻采工艺 2023年第2期45卷 197-202页

作者：汤勇刘梦云秦佳正汪勇袁权李相宏何佑伟西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室中国石油西南油气田公司川中油气矿

枯竭气藏是进行CO_(2)埋存的有利场所之一,进行气藏CO_(2)埋存潜力评估至关重要。基于气藏生产和CO_(2)埋存采注过程中物质的量平衡原理,考虑气体偏差系数随着温度和压力的变化,依据气体状态方程,建立了气藏CO_(2)埋存潜力评估模型,分... 详细信息

枯竭气藏是进行CO_(2)埋存的有利场所之一,进行气藏CO_(2)埋存潜力评估至关重要。基于气藏生产和CO_(2)埋存采注过程中物质的量平衡原理,考虑气体偏差系数随着温度和压力的变化,依据气体状态方程,建立了气藏CO_(2)埋存潜力评估模型,分析了采出程度和气体偏差系数对气藏CO_(2)埋存量的影响。结果表明,采出程度和气体偏差系数越大,越有利于CO_(2)埋存。结合川中A区块L1井的实际参数进行了CO_(2)埋存潜力评估,考虑气体偏差系数随储层温度和压力变化预测的CO_(2)埋存量比传统物质平衡法计算的埋存量高27%。该方法对CO_(2)埋存潜力评价研究及埋存方案优化具有重要意义。

关键词：枯竭气藏 CO_(2)埋存量物质的量平衡气体偏差系数 CO_(2)埋存潜力评估

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流量不均鱼骨状多分支水平井不稳定压力分析

深圳大学学报（理工版） 2016年第2期33卷 202-210页

作者：黄瑶程时清何佑伟于海洋中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249

为研究分支井和主井筒流量密度分布不均及各生产段表皮分布不均对鱼骨状多分支水平井井底压力(bottom hole pressure,BHP)的影响,通过将分支井段和水平主井筒段考虑成线源,运用格林函数并结合Newman乘积方法,建立了鱼骨状多分支水平井... 详细信息

为研究分支井和主井筒流量密度分布不均及各生产段表皮分布不均对鱼骨状多分支水平井井底压力(bottom hole pressure,BHP)的影响,通过将分支井段和水平主井筒段考虑成线源,运用格林函数并结合Newman乘积方法,建立了鱼骨状多分支水平井非均匀流量的试井解释模型,利用数值反演算法计算BHP,绘制出典型试井曲线并进行敏感性因素分析.结果表明,该模型出现了新的渗流特征段,其特征段在压力导数曲线上呈现出斜率大于0.5的直线段,将其命名为分支干扰线性流动段.鱼骨状多分支水平井分支井段及主井筒段流量不均时,BHP响应与各分支井段及主井筒段的流量以及表皮分布密切相关,同时也受到分支的长度、角度、地层各向异性、井筒在地层中高度和分支在主井筒上位置等因素的影响.该模型对鱼骨状水平井的产油井段诊断与解释、储层伤害判断以及增产措施制定有指导意义.

关键词：油气田开发流量密度分布不均表皮分布不均不稳定压力分析鱼骨状多分支水平井分支干扰线性流格林函数 Newman乘积

凝析气藏型储气库多周期注采过程中流体相态变化特征

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石油勘探与开发 2021年第2期48卷 337-346页

作者：汤勇龙科吉王皆明胥洪成汪勇何佑伟石磊朱华银西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气集团有限公司油气地下储库工程重点实验室河北廊坊065007

基于储气库与气藏开采方式和运行过程的差异性,建立了凝析气藏型储气库多周期注采过程相平衡测试实验流程和多周期注采相平衡理论模拟模型,研究凝析气藏型储气库多周期注采过程采出流体和剩余流体相态特征。以实例凝析气藏型储气库为对... 详细信息

基于储气库与气藏开采方式和运行过程的差异性,建立了凝析气藏型储气库多周期注采过程相平衡测试实验流程和多周期注采相平衡理论模拟模型,研究凝析气藏型储气库多周期注采过程采出流体和剩余流体相态特征。以实例凝析气藏型储气库为对象,通过多周期注采实验和相平衡理论模拟,开展多周期注采过程中采出流体和剩余流体组分、剩余流体相态、反凝析油饱和度和凝析油采出程度变化规律研究。研究表明,注入气可大幅度提高储气库凝析油采出程度,经过5个周期的注采凝析油采收率提高了42%;注入气对储气库中凝析油的蒸发抽提作用明显,前两个周期作用最为显著;地层凝析油饱和度随注采周期数增加而减小,多周期注采后剩余凝析油饱和度几乎为0;多周期注采后库容增加约7.5%,第5周期累计注气量较第1周期增加约25%。

关键词：凝析气藏储气库相态特征多周期注采提高采收率

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多段压裂水平井不均匀产油试井模型

中国石油大学学报（自然科学版） 2017年第4期41卷 116-123页

作者：何佑伟程时清胡利民方冉李双汪洋黄瑶于海洋中国石油大学油气资源与工程国家重点实验室北京102249 中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249 中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司广东深圳518607

针对某条或多条裂缝产油量较小或不产油这一问题,运用Green函数、Newman乘积方法和叠加原理,建立多段压裂水平井不均匀产油试井模型,将裂缝内流动划分为远离井筒的变质量线性流和靠近井筒的径向流表征裂缝有限导流,利用Stehfest数值反... 详细信息

针对某条或多条裂缝产油量较小或不产油这一问题,运用Green函数、Newman乘积方法和叠加原理,建立多段压裂水平井不均匀产油试井模型,将裂缝内流动划分为远离井筒的变质量线性流和靠近井筒的径向流表征裂缝有限导流,利用Stehfest数值反演得到考虑井筒存储和表皮效应的实空间井底压力解,绘制典型图版,并分析不均匀产油和裂缝参数对井底压力的影响。结果表明:多段压裂水平井均匀产油和不均匀产油的压力和压力导数特征差异明显;两端裂缝产油量越大,压裂裂缝间距越大,裂缝半长越小,裂缝呈纺锤形分布时,缝间干扰越小,早期径向流越明显,在系统拟径向流之前出现一个新平台。与试井软件Saphir中的经典多级压裂水平井数值模型对比,结果证明了提出的模型的正确性。

关键词：水平井不均匀产油试井分析格林函数 Newanan乘积方法典型曲线

压裂水平井裂缝和水平井筒不规则产油试井分析

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大庆石油地质与开发 2018年第2期37卷 88-95页

作者：秦佳正程时清何佑伟于海洋史文洋中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249

针对多段压裂水平井不规则产油这一问题,在考虑水平井筒和压裂缝不规则产油的基础上,进一步考虑裂缝变质量流,运用Green函数、Newman乘积方法和叠加原理,建立了更为符合实际的多段压裂水平井压裂缝和水平井筒不规则产油试井模型,利用Ste... 详细信息

针对多段压裂水平井不规则产油这一问题,在考虑水平井筒和压裂缝不规则产油的基础上,进一步考虑裂缝变质量流,运用Green函数、Newman乘积方法和叠加原理,建立了更为符合实际的多段压裂水平井压裂缝和水平井筒不规则产油试井模型,利用Stehfest数值反演得到了考虑井筒存储和表皮效应的实空间井底压力解,绘制了典型图版,并分析了水平井筒产油段流量、产油段长度以及裂缝参数对井底压力响应的影响。考虑水平井筒和压裂缝同时产油与只考虑裂缝产油在流动特征上存在差异,即前者增加了第一径向流和双线性流阶段。产油段流量、裂缝条数和裂缝半长对压力和压力导数影响较大;而产油段长度对典型曲线影响很小。本模型可用于多段压裂水平井有效出油裂缝以及水平井筒产油段评价和诊断,进而针对性地制定解堵或重复压裂等方案。

关键词：多段压裂水平井不规则产油裂缝变质量流试井分析典型图版

一种用于多级压裂水平井判别来水方向的多井干扰压力分析方法

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中国石油大学学报（自然科学版） 2018年第5期42卷 81-88页

作者：程时清李猛何佑伟吕亿明崔文浩陈建文段晓宸吴德志中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室北京102249 长庆油田公司油气院陕西西安710021 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710021 长庆油田公司采油十二厂陕西西安710021

为了确定直井注水、水平井采油的联合井网井间连通情况,建立考虑裂缝非均匀产液的多级压裂水平井多井干扰试井解释模型,运用Green函数、Newman乘积法得到井底压力解,绘制无量纲压力和压力导数典型曲线图版,进行参数敏感性分析。多级压... 详细信息

为了确定直井注水、水平井采油的联合井网井间连通情况,建立考虑裂缝非均匀产液的多级压裂水平井多井干扰试井解释模型,运用Green函数、Newman乘积法得到井底压力解,绘制无量纲压力和压力导数典型曲线图版,进行参数敏感性分析。多级压裂水平井多井干扰试井模型典型曲线划分为7个流动阶段,其中在系统干扰流阶段,压力导数曲线下降,且注水井的注水量越大,其下降程度越大,当周围注水井的总注水量小于多级压裂水平井产量时,压力导数曲线呈阶梯状下降特征,最终表现为一条水平直线段,当周围注水井的总注水量大于观测井产量时,压力导数曲线将一直下降,呈现下掉特征;注水井到多级压裂水平井的距离越近,系统干扰流阶段持续的时间越长。实例应用表明,提出的模型能够确定注采井间连通情况、判别多级压裂水平井来水方向,指导油田开发措施的制定。

关键词：多级压裂水平井非均匀产液多井干扰试井井间连通情况来水方向