低滲氣藏壓裂水平井滲流與井筒壓降耦合模型

梅海燕,唐勇,賈生龍,林長慶,舒威,王增存

(1.西南石油大學石油與天然氣工程學院,四川 成都 610500;2.中國石油青海油田分公司勘探開發研究院,甘肅 敦煌 736202;3.中國石油青海油田分公司,甘肅 敦煌 736202;4.中國石油玉門油田分公司老君廟采油廠,甘肅 酒泉 735019)

水力壓裂技術是低滲氣藏開發的有效手段之一[1-5].在低滲氣藏投產之前,需要對氣藏實施壓裂,形成多條垂直裂縫以提高氣井產能,所以有必要對低滲氣藏壓裂水平井產能進行預測.研究方法包括等值滲流阻力法[6]、勢的疊加原理法[7-10]及保角變換原理法[11-12]等.這些方法均假設水平井段與裂縫具有無限導流能力,沒有考慮啟動壓力梯度.但實際上,當地層滲透率與流體黏度較高時,水平井筒內的壓力損失會對產能產生一定的影響;而且,由于氣體的強流動特性,裂縫中氣體的高速非達西流動和啟動壓力梯度是建立低滲氣藏滲流及產能模型時必須要考慮的重要因素.本文考慮了啟動壓力梯度、裂縫內紊流效應,以及水平井筒內的壓力損失[13],將低滲儲層中的氣體滲流和水平井筒中的管流耦合起來,建立了低滲氣藏壓裂水平井穩態產能模型.

1 壓裂水平井產能公式推導

1.1 模型條件假設

壓裂后,氣井泄氣范圍內氣體的流動模式發生改變,將裂縫末端氣體流動假設為徑向流,兩邊壁面氣體流動假設為線性流.對滲流模型進行假設(見圖1):1)壓裂的裂縫形狀、大小完全相同,間距相等,為垂直裂縫,并且均……