致密油水平井分簇射孔設計新方法與應用

柴丹丹

摘 要：針對水平井分簇射孔，其重要內容包括合理設計對布孔數(shù)、簇位置和間距等方面，以此保證在后續(xù)壓裂施工中能夠充分發(fā)揮儲層改造的良好效果。本文針對致密油水平井分簇射孔設計新方法與應用進行深入性的分析與探究。

關鍵詞：致密油;分簇射孔;設計方法;應用

在開發(fā)非常規(guī)油氣田中，水平井分段多簇水力壓裂是一種主流手段，在具體應用過程中具有良好的優(yōu)勢特點，但是由于其所存在的問題較為廣泛，因此需要通過良好的方式促進應用。

1.設計方法與理論模型

1.1方法總述

致密油水平井分簇射孔在具體設計過程中的新方法功能主要包括四大點：分別為（1）預測可壓性、物性指數(shù);（2）工程甜點分段、評價;（3）合理優(yōu)化射孔簇間距簇位置;（4）充分設計射孔搶槍彈方案、布孔數(shù)。在對其進行設計的過程中，需要與目標區(qū)域巖石力學測試、測井資料進行充分的結合。

1.2可壓性指數(shù)和物性指數(shù)預測

針對表征工程甜點井段的參數(shù)中，物性指數(shù)、可壓性指數(shù)作為兩個重要的參數(shù)內容，根據(jù)目標井、鄰井的測井相關資料為基礎，充分結合目標區(qū)塊巖石力學測試資料，為了能夠在實際計算中充分獲取可壓性指數(shù)和物性指數(shù)剖面，在具體計算過程中可通過對目標井的巖石力學參數(shù)、地應力以及物性參數(shù)剖進行計算[1]?？蓧盒灾笖?shù)所包括的力學性質較為廣泛，主要涉及抗剪性質、巖石脆性以及斷裂韌性等。在定義脆性指數(shù)方面，相關學者對此進行充分的分析與探究，基于此，本文設計通過根據(jù)礦物含量脆性指數(shù)、力學脆性指數(shù)，針對物性指數(shù)需要對含油飽和度、滲透率孔隙度等的發(fā)育程度進行詳細的考慮。通過有效整理分析某致密油區(qū)域某井的相關資料，能夠獲取其物性指數(shù)剖面、可壓性指數(shù)等。

1.3工程甜點井段評價與分段設計

對于工程甜點井段主要是其井段具備良好的可壓性和物性，通過綜合性的評價方式對可壓性指數(shù)、物性指數(shù)剖面進行優(yōu)先選擇[2]。（1）針對兩種指數(shù)可充分進行劃分，從而形成好、中、差三個標定等級，同時對應為5分、3分、1分。（2）通過將累計頻率分布的方式引入其中，以目標井可壓性、物性指數(shù)數(shù)據(jù)分布特點為基準，對其相應的評定等級界限進行明確。（3）采用九宮格綜合評價方式，通過應井深單位井段的物性、可壓性指數(shù)評分進行相加評價，綜合評分>5且固井質量好的情況下，可有限選擇其井段作為工程甜點井段。

1.4簇間距、簇位置優(yōu)化

根據(jù)誘導應力場作用下的裂縫轉向機理、最大轉向區(qū)的實際面積明確單段內最優(yōu)簇間距。單縫誘導應力場解析模型為下列公式：

上述公式中，作為沿井筒方向上的水平誘導應力，MPa;作為錘向誘導應力，MPa;作為巖裂縫水平延伸方向上的誘導應力，MPa;和MPa;分別為凈壓力和泊慫比，C為裂縫半高，m。距離對先壓裂縫近距離端內的某一區(qū)域內，通過誘導應力發(fā)揮出的作用下可能會導致后起裂縫出現(xiàn)轉向，從而導致可能發(fā)生更多的天然裂縫，因此使改造體積變大，復雜縫網的發(fā)生幾率會因此而增加?；诖耍诖藚^(qū)域在紅優(yōu)先選擇簇位置[3]。裂縫轉向區(qū)范圍，對其的判斷標準使在X方向上的原地應力和誘導應力，兩者相加后的和需要≥Y方向上的原地應力與誘導應力相加的和。

通過充分結合單段內簇位置和最優(yōu)簇間距，對最小水平的主應力、施工條件等方面進行綜合性的思考與設計[4]。明確單段內第1簇，其需要1/3斷腸的趾端內最小水平主應力最小的點，針對后續(xù)射孔簇位置需要充分根據(jù)優(yōu)簇間距，根據(jù)相應的順序排布于端方向，最后單段內的各個簇位置都需要根據(jù)微小偏差朝著最小水平主應力最小的點進行，此時需注重完全避開套管接箍位置[5]。針對連續(xù)油管多級射孔的水平井，其應當與趾端的第一段只射1簇進行靠近，此簇的具體位置需要在段內水平應力最小處的臨近位置進行設計，并注重與套管接箍避開。

1.5布孔數(shù)設計

為了確保破裂壓力非均勻性，對此種情況需要進行充分的分析，以此確保后期壓裂各簇裂縫同時起裂，與現(xiàn)場常用的均勻孔密布孔進行對比，需要通過按照破裂壓力剖面分簇限流，對每一簇的布孔數(shù)進行充分的設計，從而能夠更好地實現(xiàn)壓力與排量的滿足下所保持的平衡性關系。

結束語：

這對致密油水平井分段需要對可壓性指數(shù)剖面和物性指數(shù)剖面進行綜合性的考慮與分析，同時對目標區(qū)塊巖石力學測試資料和測井資料有效結合，2種指數(shù)剖面所涉及的區(qū)塊儲層巖石力學性質、物性等相關施工參數(shù)和天然裂縫發(fā)育情況、礦物含量等多種因素，同時，需要在頻率分布的手段不斷進行積累，詳細的評價工程甜點井段，以此更好地完成分段工作。另外，為了能夠更好地加強主縫溝通天然裂縫帶幾率、形成復雜縫網，需要對裂縫誘導應力所存在的分布特點進行充分的分析與探究，通過構建誘導應力場和疊加應力場的解析模型，在對慮裂縫轉向和裂縫干擾的考慮與掌握的基礎上，可有效運用模擬計算對最優(yōu)簇間距范圍

進行分析，從而能夠更加明確簇位置優(yōu)選的相關方式與方法。除此以外，根據(jù)段內各簇同時起裂，并以此作為目的對各簇的布孔數(shù)，平衡了各簇的起裂阻力進行設計，可采用分簇限流的思想不斷對其進行優(yōu)化與完善設計。最后致密油水平井分簇射孔優(yōu)化設計軟件所具有的各種優(yōu)勢較為廣泛，其具備強大的功能，同時，界面十分簡潔，具有較強的實用性。

參考文獻：

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