摘 要

该论文在充分调研国内外低渗透气田水平压裂技术的现状和应用的基础上，对选中的V1水平井数据的实际记录、针对该目标层的特点完成压裂工艺设计；利用相关技术软件模拟压裂过程，并详细记录了压裂过程中裂缝的各项参数，包括裂缝的数量，裂缝缝长与缝宽随时间的变化曲线图，裂缝形态变化的剖面模拟图；分别优化了井筒轨迹、施工参数、裂缝参数水平段长度，形成了具有优化作用的总体方案；通过定性分析的方法和思路得出了对水平井压裂技术的优化可以选择从水平地应力差以及使用的压裂液排量着手进行优化的结论。

Abstract

On the basis of fully investigating the current situation and application of horizontal fracturing technology in low-permeability gas fields at home and abroad, this paper records the actual data of the selected V1 horizontal well and completes fracturing process design according to the characteristics of the target layer. Relevant technical software was used to simulate the fracturing process, and various parameters of fractures during the fracturing process were recorded in detail, including the number of fractures, the curve of fracture length and width changing with time, and the section simulation diagram of fracture morphology change. The horizontal section length of wellbore trajectory, construction parameters and fracture parameters was optimized respectively, forming an overall plan with optimization effect. Through the method and thought of qualitative analysis, it is concluded that the optimization of horizontal well fracturing technology can be carried out from the aspects of horizontal geostress difference and fracturing fluid displacement.

关键词：水平井；压裂技术；压裂优化

目录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2研究此课题的目的和意义 1

1.3此技术国内外的研究现状 1

1.3.1 低渗透气田开发技术研究现状 1

1.3.2 水平井压裂技术研究现状 2

第二章 气田基本数据 2

2.1 钻井基础数据 2

2.2 压裂井井深轨迹图 3

2.3 射孔数据 3

2.4 储层基础数据 3

第三章 压裂工艺设计 4

3.1 设计思路 4

3.2压裂规模优化 4

3.3 井口装置设计 5

3.4 裂缝监测 5

3.5 增能措施优化 5

3.6 压裂液的选择 5

3.7 支撑剂的选择 6

第四章 低渗透气田水平井压裂优化研究 6

4.1 理论模型 6

4.2 复杂裂缝网络形态分析 7

4.3 缝网形态影响因素分析 11

4.3.1 水平地应力差 11

4.3.2 压裂液排量 13

第五章 设计施工要求 15

5.1 井控要求 15

5.2 QHSE要求 16

5.2.1 质量要求 16

5.2.2 健康要求 17

5.2.3 安全要求 17

5.2.4 环保要求 17

5.3 压裂施工应急预案 17

第六章 结论 18

参考文献 19

致谢 20

第一章 绪论

1.1引言

随着水平井数量以及产量的增加,对水平井压裂的改造就成了应该面对的一个困难。由于水平井的产量和数量的增大，本来用在直井的方式也不能直接搬到水平井压裂。国内利用水平井开发低渗透油田已经有过少许经验，可是效果大多不是很好，因为水平井分段压裂的关键技术还未获得突破，以至于低渗透储层很难推广此方法，所以水平井数量较少。为提高水平井在低渗层应用，必须提高水平井分段压裂改造技术。水平井分段压裂改造技术发展慢，也没有被主要研究过。在水平井储存层改造理论研究以及水平井压裂过程中产生的裂缝优化设计方面较为欠缺。

1.2研究此课题的目的和意义

为了提高经济效益，低渗透水平井需要采用压裂生产工艺。低渗透地层压裂在内部进行，人工充填，增加渗透性地层与井底的接触面积，降低渗透性流体的渗透阻力，在地层中形成导流性良好的渗透通道，达到增产目的。通过经验的总结，认为水平井开发致密气藏是最佳途径。砂层分段水平井压裂是目前对于连通性差、非均质性强的致密气藏最有效的增大产量的方式。但在压裂过程中，由于地应力的差异和压裂技术的限制，多条裂缝的长度和导电性等可能存在差异。此外，这些裂缝在生产过程中可能相互干扰，增加了其中的计算量和其复杂性。裂缝数量的优化对压裂水平井的优化设计和经济评价依靠压裂后水平井产能的预测对提高精度就非常有必要性。此课题所进行的优化,可以使水平井压裂技术理论在一定程度上提高,从而能够更好地指导水平井压裂的优化设计和提高水平井压裂效果和成功率。

1.3此技术国内外的研究现状

1.3.1 低渗透气田开发技术研究现状

开发低渗透油气藏如何经济有效已成为世界各国普遍面临的问题。在国外低渗透油田开发中，主要技术有注水维持地层能量、注气等。油田开发过程中的关键技术是储层地质研究和储层保护措施。小井眼技术、水平井技术、多分支井技术和CO₂泡沫酸化压裂新技术的应用，大大提高了单井产量，实现了少井高产低成本低渗透油田的目的。

在我国剩余石油和天然气的探明储量,低渗透油气资源已经占总数的一半以上,低丰度、低压力、低生产“三低”的特征,提高低渗透油田开发的困难,并结合复杂的地质条件,活动断裂的区域开发和地质条件,这给了低渗透油田开发工程的很大问题,低渗透油气田开发相对成熟的技术,如注水、注气和压裂,低渗透油气田开发的重点在于精细描述储层和油气层保护。

李延礼等人研究了水平裘缝和水平井简都参与生产，考虑一部分流体直接进入水平井简的情况。认为水平井简本身就会对产能造成不可忽略的影响，裂缝条数和水平段长度之间有一个最佳匹配值。丁一萍等人研究了具有横向裂缝的水平井的渗流流态，并建立了存在多条横向水力裂缝的水平井产能模型。王晓泉等人利用计算机数值模拟技术分析了储层渗透率、裂缝条数、裂缝长度以及裂缝与水平井简夹角等参数对压后水平井产量的影响。曾凡辉等人系统研究了储层中压裂水平井周围可能存在的流动，最终确定为流体在储层中的流动过程、裂中的流动过程水平井井简中的流动这三个过程。根据这三个流动过程之间的相互作，结合渗流力学基础理论建立了一个储层与井简耦合的非稳态产能模型。利用该模型，研究了裂缝参数对压裂水平井产能的影响。张燕明等人利用势的叠加原理和复位势原理，建立了考虑井简压降损失的压裂水平井产能预测模型。利用该模型对水平井分段压裂参数进行了优化。杨子清等人利用计算机数值模拟方法研究了多段压裂水平井人工裂缝形态对水平井产能的影响。彭涛等人综合分析了影响低渗透气藏开发的主要因素，运用响应曲面法对各个可能存在的影响参数进行试验设计，最终得到了一个适合分段压裂水平井的产能综合评价模型，并利用该模型分析了各因素间的相互影响关系。

1.3.2 水平井压裂技术研究现状

目前为了更加有效地开发页岩气藏、低渗透油气藏以及稠油油藏，水平井得到了广泛的运用。紧接着为了更好地发挥水平井的增产作用，分段压裂工艺也就应运而生。与传统单缝压裂工艺不同，水平井分段压裂需要考虑如何从工艺上实现多条裂缝之间的