压裂水平井产能影响因素

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[摘要]经过多年工作经验和相关国内外总结，文章对影响压裂水平井产能的因素进行了研究，并总结出了影响压裂水平井产能的各种因素，为优化压裂水平井并提高其产能提供理论支持。

[关键词]压裂水平井

裂缝穿透率

裂缝导流

产能

水平井水力压裂技术是目前国内外开采油气藏的主要方式，提高压裂水平井的产能是目前学术界和石油化工企业非常关心的问题，并针对此做了一系列的研究。水平井压裂作业过程会在水平井附近形成裂缝，这些裂缝的存在可以作为油气的通道，提高油气产能。由于我国幅员辽阔，很多地区的地质条件不同，水平井压裂裂缝的相关参数对水平井的产能有较大的影响。

1压裂水平井产能模拟理论

水平井位于地层中心，我们无法通过改变实际水平井各种参数进行实验来研究压裂水平井的产能影响因素，我们只能利用软件对压裂水平井的生产过程进行模拟，以得到想要的结论。电模拟实验是压裂水平井常用的模拟方法，电模拟的基本原理是水电相似原理，既描述渗流场和电流场相似。电模拟实验时因为液体的电导率不稳定，所以计算出的压裂水平井产能会有一定的误差。为了解决这一问题，我们引进压裂水平井增产系数这一概念，压裂水平井增产系数是指相同条件下水平井和直井的产能比。

2压裂水平井产能的影响因素

2.1裂缝污染系数对压裂水平井产能的影响

水平井中添加的支撑剂和裂缝液等会影响压裂水平井的产能，主要是因为裂缝内的添加剂会降低渗透率水平井周围地区的渗透率。污染系数增加降低。无阻流。

2.2裂缝条数对压裂水平井产能的影响

针对某压裂水平井，改变裂缝条数，得到不同变异系数下裂缝条数对压裂井水平产能的影响结果可以发现，变异系数相同时，裂缝数目增加会使压裂水平井的产能增加。但是当裂缝数目超过5条的时候，压裂水平井产能的增加趋势会减缓，另外变异系数增加，压裂水平井的产量会相对降低。

当裂缝总长度一定时，裂缝数目的变化对产能有影响。裂缝长度和水平井的长度固定时，随着裂缝数目由2增加到6，压裂水平井产能降低，主要是因为裂缝条数的增加会使水平井裂缝之间的相互影响增加，同时增加水平井裂缝需要较高的预算花费。因此，裂缝相互干扰是影响水平井产能的主要因素，我们应尽量在裂缝总长度相同时，增加单个裂缝长度、减少裂缝条数。综上分析可知裂缝数目存在一个最优值，油气层渗透率不同，则选择的裂缝数目也不应相同。

2.3裂缝长度对压裂水平井产能的影响

当水平井筒长度相同时，压裂长度增加，压裂水平井的产能随之增加，但当裂缝增加到一定长度时，压裂水平井的产能增加趋势变慢。另外裂缝半长对压裂水平井产能的影响趋势也是随着长度增加而增加，但是有一个最佳长度值。

2.4井筒长度对压裂水平井产能的影响

裂缝长度相同时，通过实验分析了井筒长度对压裂水平井产能的影响。研究结果显示：当其他条件相同时，改变水平井筒的长度，压裂水平井的产能增加，分析原因是因为，当水平井的井筒长度增加时，裂缝条数没有发生改变，此时发生变化的是裂缝之间的距离，既裂纹之间的距离增大，进而减小了裂缝之间的相互影响，使每个裂缝的产能都增加。但是，增加水平井的井筒使相应的压裂设计的要求提高，增加开发成本，所以应综合技术和经济来设计水平井井筒的长度。

2.5测试流动时间对压裂水平井产能的影响

当其它参数一定时，测试流动时间的不同可能会使流动阶段处于的位置不同，测试流动时间较长时，流动阶段可能会位于边界反应段。测试流动时间短，可能使流动阶段处于双线性流位置。研究发现，测试流动时间越长无阻流量越大，进而压裂水平井产能增大。

2.6裂缝间距对压裂水平井产能的影响

裂缝间距不同则裂缝之间的相互干扰能力不同，假如水平井水平段的长度相同，通过增加裂缝的数目可以增加裂缝之间的距离，其它参数相同，压裂水平井产能最高时的裂缝距离成为裂缝最佳值，根据模拟实验可以总结得出：地层穿透率的降低和地层各向异性的增强可以减小裂缝间距的最佳值；地层穿透率较弱时，地层各向异性对裂缝最佳间距值的影响较小，反之变大。另外，当水平井井筒两端间距大，中间间距小时，压裂水平井的产能降低，所以在实际生产中我们可以通过降低水平井两端的距离，来提高油气产量。

2.7裂缝与水平井井筒之间的夹角对压裂水平井产能的影响

在水平井作业过程中，由于各地层地质结构不同，水平井的开通方向可能会偏离最佳主应力方向，这样裂缝和水平井井筒之间会形成一个夹角。为了分析裂缝角度对压裂水平井产能的影响，通过模拟分别计算了15°、30°、45°、60°、75°、90°的产量，产量见下表1.由表1可知当裂缝和水平井之间的角度增大时压裂水平井的产能增高，究其原因是：当夹角增大时，裂缝之间垂直方向的间距增加，相应的使裂缝之间的相互影响减小，等同于增加了裂缝的出油面积。

裂缝导流能力是指单位时间内单位面积的裂缝通过的油气。所以在一定阶段内提高裂缝的导流能力可以增加压裂水平井的产能。但一些学者在将裂缝之间相互干扰加入到模拟的模型计算后得知，裂缝导流能力过高时，压裂水平井的产能较低。

其它条件相同时压裂水平井中裂纹错开排列，可以提高压裂水平井的产量；位于水平井两端位置的产能高于位于中间位置的产能，原因是由于水平井两端裂缝之间的相互影响，水平井两端的裂缝具有更好的导流能力。另外，提高裂缝的穿透率也可以在一定程度上提高压裂水平井的产量。

3结论

综上分析可知影响压裂水平井产能的原因很多，在现场开采过程中压裂水平井的产能受这些因素的综合影响，另外根据地质结构的不同，每个因素的影响程度会发生变化，施工人员应根据实际状况分析优化水平井的裂缝设计，提高产能。