基于水平井的径向井开采页岩油产能模拟和参数分析

来源：石油科学通报杂志2024年第4期北京时间：

作者：戴佳成；李根生；孙耀耀；李敬彬；王天宇

单位：中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室,北京 102249

摘要：中国页岩油资源储量丰富,潜力巨大.实现页岩油资源的高效开发对于保障国家能源安全,加快行业战略转型具有重要意义.本文提出了一种结合水平井和径向水射流钻井的技术,以高效开采页岩油资源.该技术通过在水平井周围钻进一个或多个径向分布的钻孔,穿透井邻污染区,增加与储层的接触面积,并建立高导流通道以提高生产和注入性能.本文创建了一个考虑地层损伤的耦合流动模型,可以对由水平井和径向射流钻井开发的页岩油生产性进行预测,该模型使用双精细网格,能够描述页岩油储层的压力响应,并分析径向井长度、直径、起始角度、侧向数量、钻井位置和簇数对生产性的影响.文章进一步比较了在相同条件下,由径向射流钻井或水力压裂开发的储层的生产性.结果表明:径向井可显著减小水平井附近流体渗流阻力,增加储层有效泄流面积;径向井长度、分支数、簇数和直径的增加可提升页岩油累产油量;径向井的簇数增加,虽然泄流区域扩大,有利于提升产油量,但是井间的干扰随着簇数的增加而增强,使得累计产油量的增加趋势逐渐减弱;径向井起始角度受渗透率各向异性和重力影响,应以穿透垂向储层为目标;当径向井长度较大时,打开位置对产量影响不大;等簇数下四分支长 30 m径向井累产油量略大于水力裂缝缝高 15 m时累产油量,其与缝高 15 m水力裂缝结合时,累产油量略大于水力裂缝缝高 25 m时累产油量.研究发现,该开发模式不仅可以作为水力压裂技术的有效替代或补充,还能以更高效、成本更低的方式实现页岩油的高效开采.研究成果表明"水平井+径向井"页岩油开发模式具有一定的可行性,为页岩油资源高效开采提供了一种高效低成本的新方法.

关键词：页岩油,水平井,径向井,产能模拟,水力压裂