油田常用專業(yè)壓裂軟件的特點stimplan

1、一、油田常用專業(yè)壓裂軟件國外壓裂設計分析軟件主要包括：E-StimPlan、Terrfrac、GOHFERMeyer、FracproPT等。其中Terrfrac是由美國Cliffton 教授開發(fā)，水力裂縫擴展理論最為完善，它采用了二 維流動方式實現(xiàn)了裂縫擴展的全三維模擬，主要應用地熱開發(fā)、核廢料處理等領域，但是它 僅針對水力壓裂已知方案模擬，可以對壓裂裂縫擴展的敏感性因素進行分析，在國外很少見 到該軟件設計的油田壓裂實例。GOHFE班美國Stim-Lab公司開發(fā)的，采用定向網(wǎng)格式儲層描述技術(shù)，其特點是采用有 限元求解，具有較好的模擬復雜地質(zhì)條件下裂縫擴展的能力，但是該軟件的導流能力預測、 產(chǎn)能

2、預測模塊尚不完善，無法進行壓裂方案的經(jīng)濟優(yōu)化設計，不能開展泵注程序的優(yōu)化。同 時該軟件在壓裂測試診斷方面的功能不齊全，只有二維壓力降落診斷分析功能。FracproPT是美國GRI開發(fā)的，該軟件優(yōu)點是比較適合現(xiàn)場技術(shù)和施工人員應用，但是 其模型是無計算網(wǎng)格的擬三維模型或者說是裂縫的形態(tài)是預先假設好的圓形/橢圓的固定形狀，該軟件在進行弱遮擋儲層的裂縫擴展模擬時縫高容易出現(xiàn)失控和對于由于巖性差異造成 縱向裂縫形態(tài)的重要影響由于模型過于簡單而掩蓋了(如泥巖段與砂巖段縫寬上的差異等)。這樣大大制約了在弱遮擋儲層及多層砂巖油藏壓裂設計方面的應用。MEYER是一套擬三維壓裂設計分析軟件，其優(yōu)點是采用類似人工

3、智能的技術(shù)進行壓裂設 計和分析，在國內(nèi)外相對應用較少。E-StimPlan 是由國際上久負盛名的壓裂專家K.G. Nolte、Mike Smith先生創(chuàng)建的 NSI公司開發(fā)的全三維壓裂設計與分析軟件，它不僅繼承了壓裂酸化領域的最新研究成果，適合 壓裂工程師進行壓裂優(yōu)化設計，尤其是 Nolte、Smith創(chuàng)建的壓裂壓力診斷技術(shù)，特別適合現(xiàn) 場工程師進行現(xiàn)場壓裂分析。E-StimPlan壓裂設計分析軟件具備目前進行壓裂優(yōu)化設計所需要的壓裂設計、壓裂分析 /診斷、壓裂油藏模擬和經(jīng)濟優(yōu)化評價功能，能夠完成壓前地層評估、壓裂方案設計與優(yōu)化、 全三維壓裂模擬與敏感性分析、壓裂過程及壓后壓力降落實時數(shù)據(jù)采集

4、與分析、壓力歷史擬 合和壓裂效果評價等工作。其突出技術(shù)特點如下：1、水平井壓裂方面(a) 地質(zhì)建模方面：具備綜合、便捷的水平井地質(zhì)建模功能。它是可以通過引入鄰近井在三維空間用深度校正的方式來實現(xiàn)建模，并運用圖形顯示。顯示的內(nèi)容除了地質(zhì)分層外，還包括深度轉(zhuǎn)換后的測井曲線和E-Stimplan計算的地應力曲線等。(b) 在裂縫起裂機理方面：考慮到一般起裂初期總是沿井筒垂直向上開始起裂的。水平最大/最小地應力軸方向與井筒延伸方向具有任意火角情況下，裂縫可能與 井筒延伸方向不一定是正交或平行時， 裂縫延伸與井筒火角較小時(如15°), 計算誤差不太明顯，但角度較大時，有待完善。(c) 在裂縫

5、形態(tài)方面：軟件可以選擇性對正交井筒(垂直縫)和平行井筒(垂直丁水平縫)進行模擬(分析、設計和優(yōu)化)。(d) 在多裂縫同時開啟競爭考慮方面：考慮多條裂縫同時開啟時的巖石力學競爭機制和水動力學競爭機制，含由丁濾液濾失引起的孔隙流體壓力上升對地層就地地 應力的影響，會對裂縫開啟有影響，這一點對水平井壓裂方面很重要。(e) 在射孔數(shù)對裂逢形態(tài)影響方面：射孔數(shù)目對裂逢形態(tài)影響直接導致我們可以人為 的對在水平井多條裂縫啟裂情況下裂縫通過調(diào)整射孔數(shù)達到對裂縫形態(tài)干預的 目的(參考石油勘探與開發(fā)封底 2008, 11/12月刊)。(f) 在產(chǎn)量/產(chǎn)能優(yōu)化方面：在產(chǎn)量優(yōu)化方面，考慮到液體在流動方向的動力學影響，

6、 如泄油面積方面的競爭及短期和長期方向的近遠經(jīng)濟指標等因素。(g) 水平井分段壓裂的適應性：E-Stimplan V6.0H可以適合丁水平井的壓裂分段。g餌 6o o660009000 0Pci睥)10 1SOOEK-lc(MMpsi)2200 0.0000 0.0016 0.01.6 0.01Loss Coefficierrt Spurt Loss Vert Perm (ft/sqrt(min) (gal/100ftA2) (ind)如岫”吧gr Log Panel4 11949 MDfLCGU 21-10 Taylor13693 MDft >Unzonn H#電One-ClickVa

7、riablesCancel蘭29水平井地質(zhì)建模Drag logs onto graphs as desired水平井地層模型圖形輸出圖R心蹴， Move 府JY斕岫NeerFarUp .i'DOWj m . -IMow SpeedSfllBCtTime除12.3534J±J士 J 2JPityMouseSeriisitiviityjll NfagSpMdSave Views平行井筒的裂縫水平井地質(zhì)建模垂直丁井筒的三條縫的擴展情況水平井井眼軌跡導入界面2、該軟件運用全三維裂縫幾何模型（目前 GOHFER TerraFrac也是全三維模擬分析軟 件），采用了有限元計算方法，并在計

8、算流體流動時，考慮了重力分異與裂縫平面流動模式， 計算裂縫寬度時，引入了層模量概念，更適合對復雜的薄層、多層和非均質(zhì)性較強的長射孔 段油氣井壓裂設計和分析。3、酸壓模塊運用“全三維”裂縫模型進行酸壓模擬，可以根據(jù)地層情況計算多層段的酸蝕裂縫。酸蝕裂縫導流能力采用了 Nierode-Kruk和UTexas兩種計算模式。采用了建立在室 內(nèi)實驗數(shù)據(jù)基礎上的相關關系式，對不同巖性、酸液類型運用相應的模式計算酸巖反應動力 學參數(shù)、離子傳質(zhì)系數(shù)。4、強大的測井數(shù)據(jù)導入、歸檔以及應用這些數(shù)據(jù)對地層進行地質(zhì)分層劃分并用丁數(shù)值 模擬等功能。測井數(shù)據(jù)的一條曲線記錄也可以用詳細的地質(zhì)層圖形輸入加以瀏覽/利用。E-S

9、timPlan測井曲線模塊的功能有：從 ASCII文件或包含多道測井數(shù)據(jù)曲線的普通 LAS文件 中導入測井數(shù)據(jù)；測井曲線處理，即平滑測井曲線、校正測井深度使已記錄的獨立測井層段 可以用普通深度刻度等表示的能力；顯示多測井軌道以便同時瀏覽，并在稍后的數(shù)值模擬中 用丁確定地質(zhì)層。5、快捷強大的數(shù)據(jù)分析功能：導入實際測量壓力、產(chǎn)率和井底壓力數(shù)據(jù)；在必要的情 況下減少數(shù)據(jù)的數(shù)量；及時校正兩套獨立的數(shù)據(jù)體系并重新取樣創(chuàng)建一套整合的數(shù)據(jù)體系； 按測試周期分割數(shù)據(jù)和利用專門的分析曲線分析每一種測試類型的每個測試周期，并在合適 的時候?qū)⒎治鼋Y(jié)果輸送E-StimPlan界面以備更詳細的分析。分析模塊用于以下方面

10、的數(shù)據(jù)解 釋/分析：(a) 壓裂施工分析(b) 小型壓裂注入分析(c) 小型壓裂壓降分析(d) 壓力恢復測試(e) 壓裂前、后產(chǎn)率下降分析(f) 注入/返排地應力測試(g) 用于井眼摩阻分析的階梯降排量測試(h) 階梯變排量注入測試分析測量延伸壓力6、壓裂充填防砂(FRAC-PAK):具有完善的分析、設計和優(yōu)化的模擬功能。從對比情況可以看到全三維壓裂軟件 E-StimPlan、GOHFERTerrfrac代表了理論研究 和設計分析的發(fā)展方向，E-StimPlan是目前唯一功能齊全、在油田壓裂中應用廣泛的全三維 軟件；GOHFER200版本的壓裂設計軟件缺少優(yōu)化設計功能，擬三維設計軟件Fracp

11、roPT、Meyer、FracCADE等具備方案設計與優(yōu)化的基本功能，但受理論模型和處理技術(shù)的限制，復 雜條件下的壓裂模擬存在較大的誤差。從發(fā)展趨勢講，目前壓裂設計軟件都在努力改進設計分析模型， 增加人工智能方面的功能， 提高設計水平，為方便施工，增加與壓裂設計分析相關的功能模塊，包括地層評估(試井)、施工方案設計、數(shù)值模擬分析、壓裂酸壓后擬合分析、壓裂油藏模擬、凈現(xiàn)值分析等。二、E-StimPlan主要功能介紹E-StimPlan是由國際上著名的壓裂酸化技術(shù)服務公司NSI開發(fā)的全三維水力壓裂軟件，目前版本6.0H,語言包括中、英、俄三種。E-StimPlan6.0H具備目前進行壓裂優(yōu)化設計所

12、需要的儲層評價、壓裂優(yōu)化設計、壓裂測 試分析、壓裂油藏模擬和經(jīng)濟優(yōu)化評價功能，能夠完成壓前地層評估、壓裂方案設計與優(yōu)化、 全三維壓裂模擬與敏感性分析、壓裂過程及壓后壓力降落時數(shù)據(jù)采集與分析、壓力歷史擬合和壓裂效果評價等工作。其突出技術(shù)特點如下:(1) 采用全三維裂縫幾何模型(目前 E-StimPlan、GOHFERTerraFrac是全三維軟件)， 采用了 “有限元”計算方法，并在計算流體流動時，考慮了重力分異與裂縫平面流動模式，計算裂縫寬度時，引入了 “層模量”概念，更適合對復雜的薄層、多層和非均質(zhì)性較強的長 射孔段油氣井壓裂設計和分析。(2) 具有壓裂測試與評估的全部診斷技術(shù)，包括壓前地層

13、測試(壓力恢復等)分析、壓 裂階梯排量注入測試、壓裂過程壓力診斷、階梯排量降落摩阻診斷、壓力降落分析、壓后試 井分析等功能，能夠方便壓前、壓后的儲層診斷與設計優(yōu)化，獲取相關的重要參數(shù)。分析過 程非常方便直觀，并能與壓裂裝備采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步，非常適合現(xiàn)場診斷與設計優(yōu)化。(3) 具有進行酸壓模擬分析的功能，酸壓模塊運用“全三維”裂縫模型進行酸壓模擬，可以根據(jù)地層情況計算多層段的酸蝕裂縫。酸蝕裂縫導流能力采用了 Nierode-Kruk和UTexas 兩種計算模式，采用了建立在室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)基礎上的相關關系式，對不同巖性、酸液類型運 用相應的模式計算酸巖反應動力學參數(shù)、離子傳質(zhì)系數(shù)，能夠很好的預測酸壓效果。(4) 具有壓裂充填防砂設計功能，在系統(tǒng)考慮溫度場(包括井筒溫度場和裂縫溫度場)、 攜砂液流變性和濾失性、壓力場、流速場、支撐劑運移分布等因素綜合影響的基礎上，運用全三維裂縫模型模擬計算防砂層巖石力學參數(shù)變化，如蓋層、產(chǎn)層、底層中彈性模量、泊松 比、斷裂韌性及最小主應力互不相同時的裂縫三維延伸規(guī)律；模擬計算變排量、變粘度、變 支撐劑類型和粒徑及變砂比防砂注液工藝；模擬計算出前置液與混砂液的分界面及其運移規(guī) 律；模擬計算井底和裂縫中溫度分布；模擬