E-StimPlan V6.0H全三维压裂设计与分析软件
介绍资料

第一部分、需求
目前，水平井开发技术已成为中国石油实现低渗透油田“少井高效”的战略性技术措施，但低渗透储层的水平井开发，仍须经过压裂增产，才能获得较高产量，实现高效开采。随着各油田水平井工作的推进，水平井压裂工作量将不断增加，水平井压裂改造也将发挥越来越重要的作用。

水平井压裂对比常规直井压裂有以下区别：
一、增产机理复杂：裂缝与井筒的夹角关系、裂缝条数和位置等因素都直接影响水平井的增产效果，产量预测难度大；
二、裂缝启裂延伸复杂：多条裂缝同时延伸，裂缝间的干扰，近井摩阻高，压裂模拟难度大；
三、压裂工艺相对复杂，施工难度大，风险大；
四、相当于多口直井压裂，施工规模大，设备多，施工成本高。

要保证水平井压裂成功并且取得好的增产效果，就更需要做好压裂优化设计。需要应用适合水平井压裂特点的优化设计软件，对裂缝的扩展情况、射孔参数的影响、施工压力变化、产量预测等进行分析研究，按照储层需要给出优化合理的布缝参数、射孔参数，优化施工规模和合理加砂步骤，提供准确的施工诊断与控制，来保证施工安全顺利的完成。

此外，低渗透油气藏在油田勘探开发中的地位越来越重要，水力压裂、酸压裂是这些油气藏开发的主导技术。应用压裂软件进行压裂设计的优化和分析是提高压裂成功率和增产效果的重要途径。随着油气田勘探开发的深入，低渗透油气藏越来越复杂，压裂设计时必须考虑更多的因素：对于像中国陆相盆地砂泥岩互层为主的油气藏具有层系多、分层应力复杂、需重复压裂改造、实施酸压，隐式天然裂缝发育等复杂特性，采用拟三维压裂设计和分析软件（特别是像连网格都没有的拟三维软件）根本无法正确的认识和优化压裂方案，会带来很大的认识偏差，影响压裂效果，甚至导致施工失败。裂缝性油气藏的压裂受储层天然裂缝系统的影响，容易引起早期的脱砂，造成压裂失败，压裂前后地层评价与诊断极为重要。上述工作迫切需要引进更为先进的压裂设计分析软件，提高复杂地质条件下压裂设计的科学性，特别是在现场要方便的进行诊断分析，提高施工成功率。

在水平井压裂方面， StimPlan是目前国际上唯一能将地质建模，多裂缝岩石力学和流体力学都完整考虑在内的水平井压裂设计、分析和优化软件。用测井数据求取地应力方面具有独特的功能， StimPlan处理声波测井数据方便快捷，并具有用除声波测井数据外如自然加码测井数据导出地应力方面也是其他同类软件所不可比拟的。

第二部分、软件概况、资质
全三维水力压裂软件StimPlan是由美国NSI技术公司于上世纪80年代中期开发完成、并逐渐改进使其成为目前国际上广泛采用的为数不多的水力压裂软件之一。
StimPlan功能强大，应用性强，已为国际上大石油公司广泛采用，成为国际上油藏水力压裂方面最为实用和流行的软件，其用户遍及世界各国。
2005年哈里伯顿和NSI签署软件开发和许可证协议，在已经采用StimPlan的基础上扩展到应用StimPlan于钻井岩屑的回注水的设计、优化和评价。
StimPlan软件采用有限元网格算法，使计算结果更接近真实状态，它具有经济评价及优化和压裂前后的单井油藏模拟的功能对油井优化生产具有较好的指导意义。该软件与其他压裂软件最大的区别是增加了真三维裂缝几何模型。
另外，StimPlan与其它压裂软件相比还具有独特的功能，可以完成压裂恢复曲线（PBU)。 StimPlan最引以为傲的是它的分析模块（即停泵后的曲线分析，施工过程中的双对数分析等），PT和Gohfer都是购买它的模块。正是由于StimPlan上述优势，使之在水力压裂界倍受推崇。
以上内容请查阅SPE网站www.spe.org，查找hydraulic Fracturing training NSI，即可找到对美国NSI技术公司的认证信息，

 Stimplan主界面

第三部分、功能描述

一、技术说明
StimPlan目前版本6.0H，语言包括中、英、俄三种。

StimPlan6.0H具备目前进行压裂优化设计所需要的储层评价、压裂优化设计、压裂测试分析、压裂油藏模拟和经济优化评价功能，能够完成压前地层评估、压裂方案设计与优化、全三维压裂模拟与敏感性分析、压裂过程及压后压力降落时数据采集与分析、压力历史拟合和压裂效果评价等工作。其突出技术特点如下：

1、采用全三维裂缝几何模型（目前StimPlan、GOHFER、TerraFrac是全三维软件），采用了“有限元”计算方法，并在计算流体流动时，考虑了重力分异与裂缝平面流动模式，计算裂缝宽度时，引入了“层模量”概念，更适合对复杂的薄层、多层和非均质性较强的长射孔段油气井压裂设计和分析。
2、具有压裂测试与评估的全部诊断技术，包括压前地层测试（压力恢复等）分析、压裂阶梯排量注入测试、压裂过程压力诊断、阶梯排量降落摩阻诊断、压力降落分析、压后试井分析等功能，能够方便压前、压后的储层诊断与设计优化，获取相关的重要参数。分析过程非常方便直观，并能与压裂装备采集系统数据同步，非常适合现场诊断与设计优化。
3、具有进行酸压模拟分析的功能，酸压模块运用“全三维”裂缝模型进行酸压模拟，可以根据地层情况计算多层段的酸蚀裂缝。酸蚀裂缝导流能力采用了Nierode-Kruk和UTexas两种计算模式，采用了建立在室内实验数据基础上的相关关系式，对不同岩性、酸液类型运用相应的模式计算酸岩反应动力学参数、离子传质系数，能够很好的预测酸压效果。
4、具有压裂充填防砂设计功能，在系统考虑温度场（包括井筒温度场和裂缝温度场）、携砂液流变性和滤失性、压力场、流速场、支撑剂运移分布等因素综合影响的基础上，运用全三维裂缝模型模拟计算防砂层岩石力学参数变化，如盖层、产层、底层中弹性模量、泊松比、断裂韧性及最小主应力互不相同时的裂缝三维延伸规律；模拟计算变排量、变粘度、变支撑剂类型和粒径及变砂比防砂注液工艺；模拟计算出前置液与混砂液的分界面及其运移规律；模拟计算井底和裂缝中温度分布；模拟出裂缝在三维延伸过程中上下穿层的位置、时间及上下穿层的深度；用户可对防砂工艺施工方案进行经济效果预测和评价。
5、具有水平井和重复压裂井产能模拟功能。
6、具有强大的试井分析功能，分析计算结果与国外专业试井分析软件结果一致。
7、软件复合了一套先进的岩石力学参数与地应力计算软件，能够根据测井资料进行岩石力学参数与地应力的计算，并能够根据实验及现场测试数据对计算模式进行修正，计算分析结果非常方便的直接用于压裂设计与分析。

二、模块功能
1、StimPlanV6.0H系统功能模块表

2、技术特点：

（1）采用“全三维”裂缝几何模型与“有限元”计算方法。
（2）在计算流体流动时，考虑了重力分异与裂缝平面流动模式。
（3）计算裂缝宽度时，引入了“层模量”概念，更适合复杂的薄层、多层和非均质性较强的长射孔段油气井压裂设计和分析 。
（4）具有压裂测试与评估的全部诊断技术，方便地为压前、压后的储层诊断与设计优化，获取相关的重要参数。
（5）能兼容当前各种压裂监测软件采集的数据，便于进行压裂诊断和压后分析。
（6）酸压模块运用“全三维”裂缝模型进行酸压模拟，可根据地层情况计算多层段的酸蚀裂缝。
（7）酸蚀裂缝导流能力采用了Nierode-Kruk和UTexas两种计算模式，对不同岩性、酸液类型运用相应的模式计算酸岩反应动力学参数、离子传质系数，能够很好地预测酸压效果。
（8）嵌入了一套先进的岩石力学参数与地应力计算软件，能够根据测井资料进行岩石力学参数与地应力的计算，并能够根据实验及现场测试数据对计算模式进行修正。
（9）StimPlan还具自动设计的功能。在处理倾斜岩层方面，考虑到其数据输入的复杂性，该功能没有在主窗口的屏幕菜单中列出，但是用户可以直接利用原始数据应用该用该软件进行计算。