[發(fā)明專利]一種頁(yè)巖油藏水力壓裂支撐劑量的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210359470.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN102865060A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭建春;茍波;趙志紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/267
• 分類號(hào): E21B43/267;E21B49/00
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油工程領(lǐng)域頁(yè)巖油藏水平井分段壓裂一種確定施工支撐劑用量的方法，以保證入地支撐劑能夠有效支撐水力壓裂作業(yè)形成的縫網(wǎng)系統(tǒng)，讓支撐縫網(wǎng)系統(tǒng)成為原油流入井筒的高導(dǎo)流滲流通道，提高壓裂增產(chǎn)效果。

背景技術(shù)

隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入發(fā)展，頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、致密氣、煤層氣等非常規(guī)油氣資源展現(xiàn)出了巨大的勘探開發(fā)潛力，逐漸成為全球油氣勘探開發(fā)的亮點(diǎn)。我國(guó)具有豐富的頁(yè)巖油資源，2010年評(píng)價(jià)的頁(yè)巖油資源量為11602×10⁸t，可采資源量達(dá)160×10⁸t（賈承造，鄭民，張永峰，中國(guó)非常規(guī)油氣資源與勘探開發(fā)前景[J]，石油勘探與開發(fā)，2012，39（2）：129-136）。

水平井分段體積壓裂技術(shù)是頁(yè)巖油藏勘探開發(fā)亟需的關(guān)鍵技術(shù)，是提高頁(yè)巖油井產(chǎn)量和最終采收率的有效措施。頁(yè)巖油藏的水平井分段壓裂不同于常規(guī)油藏的水平井分段壓裂。常規(guī)油藏水平井分段壓裂是將改造層段進(jìn)行分段，每段射孔一次，以一條主裂縫實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層基質(zhì)的改善。頁(yè)巖油藏水平井分段后，采用體積壓裂技術(shù)，即：每段射孔多次（分簇射孔），采用高排量（大于10m³/min）、低粘壓裂液（清水或者滑溜水），實(shí)現(xiàn)對(duì)天然裂縫、巖石層理的溝通，以及在主裂縫的側(cè)向強(qiáng)制形成次生裂縫，并在次生裂縫上繼續(xù)分枝形成二級(jí)次生裂縫，最終形成復(fù)雜的縫網(wǎng)系統(tǒng)；然后大量高壓泵注帶有支撐劑的混砂液，使縫網(wǎng)系統(tǒng)更加復(fù)雜化，同時(shí)在縫網(wǎng)系統(tǒng)中充填支撐劑；停泵后，由于支撐劑對(duì)縫網(wǎng)系統(tǒng)的支撐作用，從而讓縫網(wǎng)系統(tǒng)成為原油高效滲流通道。體積壓裂增大了儲(chǔ)層基質(zhì)與裂縫壁面的接觸面積，提高了儲(chǔ)層整體滲透率，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層長(zhǎng)寬高三維方向的全面改造。（吳奇，胥云，劉玉章等，美國(guó)頁(yè)巖氣體積改造技術(shù)現(xiàn)狀及對(duì)我國(guó)的啟示[J]，石油鉆采工藝，2011，33（2）：1-7）。

頁(yè)巖油藏不同于頁(yè)巖氣藏，由于原油粘度高，因此要求體積壓裂形成的縫網(wǎng)系統(tǒng)具有較高的導(dǎo)流能力，支撐劑能否有效支撐縫網(wǎng)系統(tǒng)，形成較高的導(dǎo)流能力是影響壓裂效果的關(guān)鍵。支撐劑量太少，進(jìn)入縫網(wǎng)系統(tǒng)的支撐劑多數(shù)會(huì)嵌入縫網(wǎng)壁面，地層閉合后，每條裂縫的縫寬會(huì)減小，縫網(wǎng)不能實(shí)現(xiàn)有效支撐，嚴(yán)重降低了縫網(wǎng)系統(tǒng)的導(dǎo)流能力，原油很難通過(guò)縫網(wǎng)系統(tǒng)流入井筒，壓后增產(chǎn)效果不理想；支撐量太大，不僅增加了施工風(fēng)險(xiǎn)，更增加了壓裂的經(jīng)濟(jì)成本。目前國(guó)內(nèi)頁(yè)巖儲(chǔ)層壓裂支撐劑量的確定，主要根據(jù)國(guó)外頁(yè)巖氣水平井壓裂施工經(jīng)驗(yàn)確定（FU?Yongqiang，XIAO?Yongjun，CHEN?Yuanlin，et?al，Practicing?and?Learning?of?Shale?Gas?Staged?Fracturing?in?Sichuan?Basin-A?Case?for?the?W1?Horizontal?Well，IADC/SPE15568）。目前還沒(méi)有針對(duì)頁(yè)巖油藏體積壓裂特征和儲(chǔ)層特征確定支撐劑量的方法，這樣導(dǎo)致頁(yè)巖油藏的體積壓裂盲目采用大支撐劑量，壓裂增產(chǎn)效果不理想，增加了壓裂經(jīng)濟(jì)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種頁(yè)巖油藏水平井分段壓裂支撐劑量的確定方法。該方法首先應(yīng)用地下油氣滲流力學(xué)中的等效滲流原理，將縫網(wǎng)系統(tǒng)等效為高滲透率區(qū)域（即：高滲透帶），建立縫網(wǎng)系統(tǒng)與支撐劑量關(guān)系的定量計(jì)算模型；然后，基于儲(chǔ)層資料和油藏地質(zhì)建模通用Petrel軟件提供的地質(zhì)模型，利用油藏?cái)?shù)值模擬Eclipse軟件優(yōu)選高滲透帶數(shù)量、體積和滲透率；最后，根據(jù)建立的縫網(wǎng)系統(tǒng)與支撐劑量關(guān)系的定量模型確定水平井體積壓裂施工用的支撐劑量。

一種頁(yè)巖油藏水力壓裂支撐劑量的確定方法，包括下列步驟：

（1）根據(jù)等效滲流原理，建立縫網(wǎng)系統(tǒng)與支撐劑量關(guān)系的定量模型；

（2）基于儲(chǔ)層流體高壓物性資料、地層壓力資料、巖石資料和油藏地質(zhì)建模通用的Petrel軟件提供的地質(zhì)模型，利用油藏?cái)?shù)值模擬通用的Eclipse軟件優(yōu)選高滲透帶數(shù)量、體積和滲透率；

（3）根據(jù)步驟（2）優(yōu)選的高滲透帶數(shù)量、體積和滲透率，結(jié)合步驟（1）建立的模型確定頁(yè)巖油藏水力壓裂施工用的支撐劑量。

在本發(fā)明中，所述步驟（1）中建立縫網(wǎng)系統(tǒng)與支撐劑量關(guān)系的定量模型，包括下列內(nèi)容：

以第n個(gè)縫網(wǎng)系統(tǒng)為例（圖1），縫網(wǎng)系統(tǒng)中的流體向井筒中的滲流由基質(zhì)滲流和裂縫滲流組成（圖2）；不考慮裂縫與基質(zhì)間的微觀滲流，只考慮流體流動(dòng)的宏觀規(guī)律；假設(shè)縫網(wǎng)系統(tǒng)的滲流符合達(dá)西定律，近似為線性滲流，縫網(wǎng)空間完全由支撐劑充填。根據(jù)等效滲流原理將縫網(wǎng)系統(tǒng)等效為高滲透帶，用高滲透帶的數(shù)量、體積、滲透率表征縫網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)量、體積和滲透率。