水平井变密度射孔和分段射孔完井技术研究

论文摘要

随着水平井技术的不断进步,水平井井数大幅度增加,水平井射孔完井的研究工作越来越引起重视。但在水平井射孔完井过程中,存在着射孔成本高、易引发底水脊进等问题。本研究以减少射孔成本、降低射孔对套管损坏程度、防止底水脊进、提高射孔水平井产能为目标,通过对水平井常规射孔完井设计模型的计算与分析,分析了各射孔因素对产能的影响,并利用正交试验统计分析,优化了各射孔完井的参数;建立了基于黑油模型的水平井长度优化设计模型和水平井分段射孔完井设计模型,进行了水平井段长度的优化和水平井分段射孔完井方案的优化设计;建立了水平井变密度射孔优化设计模型,包括油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型和井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,优化了水平井变密度射孔完井的流入剖面。基于上述模型,采用Visual Basic 6.0开发了配套的工程设计软件。研究结果表明:在水平井常规射孔完井过程中,各个射孔因素都有其一定的影响范围,有一定的权重,将各个射孔因素的权重综合考虑,能够得到最大的产能;在水平井射孔完井过程中,并不需要将整个水平井段全部打开,只需要打开一定的长度即可获得与水平井全部打开一样的开发效果;在水平井分段射孔完井过程中,将水平井段分为5段,采用水平井趾端和跟端两段射开、中间段避射的射孔方式,可以取得与水平井全部打开的射孔方式一样的开发效果,同时节省了射孔成本;在水平井变密度射孔完井中,通过优化射孔孔密,可以保证井筒中流体流入剖面均匀,有效的防止底水脊进,节约射孔成本。研究为水平井射孔完井设计提供了理论和优化设计手段,提升了水平井射孔完井设计水平,对水平井开发效果的提高具有重要的指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水平井射孔参数优化研究现状
• 1.2.2 水平井变密度射孔技术研究
• 1.2.3 水平井分段射孔技术研究现状
• 1.3 课题的主要研究内容
• 1.4 课题的研究方法及技术路线
• 1.5 小结
• 第二章 水平井常规射孔影响因素分析
• 2.1 水平井常规射孔模型筛选
• 2.1.1 油藏内流动模型
• 2.1.2 水平井筒内变质量流动模型
• 2.1.3 水平井常规射孔模型
• 2.2 计算结果及分析
• 2.2.1 孔深对产量的影响
• 2.2.2 孔密对产量的影响
• 2.2.3 孔径对产量的影响
• 2.2.4 相位角对产量的影响
• 2.2.5 井筒偏心距对产量的影响
• 2.2.6 压实带厚度对产量的影响
• 2.2.7 压实带渗透率对产量的影响
• 2.2.8 地层各向异性系数对产量的影响
• 2.2.9 原油粘度对产量的影响
• 2.3 正交试验理论分析
• 2.4 水平井常规射孔因素优化分析
• 2.4.1 射孔因素的选取
• 2.4.2 正交试验统计分析
• 2.5 小结
• 第三章 水平井变密度射孔完井设计模型与分析
• 3.1 水平井变密度射孔设计模型建立及求解
• 3.1.1 生产流体流动压降分析
• 3.1.2 油藏流体渗流模型
• 3.1.3 孔眼流体流动模型
• 3.1.4 油藏渗流与孔眼流体流动的耦合模型
• 3.1.5 井筒流体流动压力梯度模型
• 3.2 水平井变密度射孔计算结果及分析
• 3.2.1 均匀射孔与变密度射孔对比
• 3.2.2 初始孔密对变密度射孔密度的影响
• 3.2.3 原油粘度对射孔密度的影响
• 3.3 小结
• 第四章 水平井分段射孔完井设计模型与分析
• 4.1 黑油模型
• 4.2 水平井射孔完井表皮系数计算
• 4.3 黑油模型计算基础数据
• 4.4 水平井射孔完井长度优化设计
• 4.5 水平井分段射孔完井设计
• 4.5.1 方案设计
• 4.5.2 完井初期打开1 段方案优化
• 4.5.3 完井初期同时打开2 段方案优化
• 4.5.4 完井初期同时打开3 段方案优化
• 4.5.5 完井初期同时打开4 段方案优化
• 4.5.6 完井初期同时打开5 段方案优化
• 4.5.7 优化方案设计
• 4.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢