[發明專利]一種優化致密氣藏壓裂水平井裂縫導流能力的方法

有效

• 申請號: 201510001929.0
• 申請日: 2015-01-04
• 公開（公告）號: CN104594872B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 曾凡輝;郭建春;龍川;蔣豪
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種優化致密氣藏壓裂水平井裂縫導流能力的方法，主要包括以下步驟：

1)收集儲層、流體性質、水平井井筒基本參數；

2)收集壓裂水平井裂縫基本參數；

3)將壓裂水平井的裂縫沿縫長方向平均等分成長度相等的線匯；

4)建立致密氣藏壓裂水平井裂縫系統的儲層滲流模型；

5)建立氣體在裂縫內流動的壓降模型；

6)建立耦合氣體在儲層滲流和裂縫內的流動模型，形成致密氣藏壓裂水平井的產量計算模型；

7)優化致密氣藏壓裂水平井的裂縫導流能力；

所述步驟1)中收集儲層、流體性質、水平井井筒基本參數，具體包括原地應力方向、儲層厚度、孔隙度、滲透率、氣體粘度、氣體臨界壓力、氣體偏差因子、儲層溫度、氣體臨界溫度、水平井方位、水平井井筒長度；

所述步驟2)中收集壓裂水平井裂縫基本參數包括：水力裂縫方位、裂縫條數、裂縫間距、裂縫位置、裂縫長度；

所述步驟3)中將壓裂水平井的裂縫沿縫長方向平均等分成長度相等的線匯；

所述步驟4)建立計算致密氣藏壓裂水平井裂縫系統的儲層滲流模型，包括以下基本步驟：

(1)建立壓裂水平井的物理模型，上頂下底封閉無限大儲層中一口壓裂水平井，水平井被完全穿透儲層的壓裂裂縫分成若干段，儲層氣體首先流向裂縫再經過裂縫流向水平井筒；水平井半徑為r_w，長度為L，井在儲層中心位置坐標為(x₀,y₁,z₀)-(x₀,y₂,z₀)，且與y軸平行；儲層均質各向同性，厚度為h、孔隙度φ、滲透率K為常數；水平井筒為無限導流，儲層初始壓力為常數p_i；由于壓裂裂縫貫穿油層，因此無限大地層壓裂水平井整個系統的流動可簡化為平面油藏內的徑向流動，裂縫可簡化為一線匯；

(2)為了便于求解，將第k條裂縫單翼均分成ns段，每段長為Δx_fk，Δx_fk＝x_fk/ns；每一個線匯可以處理成一口直井生產考慮；直井在生產過程中產量不斷變化，但如果將時間間隔取得很小，可近似認為在該段時間內產量為定值，將壓裂水平井的整個生產階段t劃分成m個間距相等的時間間隔Δt，t＝mΔt；

設在第k條裂縫上有一線匯i(產量為q_fk,i)位于M(x_fk,i,y_fk)處，在裂縫k+1上有一觀察點O(x_fk+1,j,y_fk+1)，在考慮流體體積系數的情況下，線匯i在生產時間Δt后在O點產生的壓力降落為：

式中：p_i為原始地層壓力，MPa；p_fk+1,j為第k+1條裂縫第j線匯裂縫壁處的壓力，MPa；q_fk,i為第k條裂縫上第i線匯的產量，m³/s；μ為原油粘度，mPa.s；B為體積系數，無因次；(x_fk,i，y_fk)為第k條裂縫上第i線匯的坐標(m,m)；(x_fk+1,j，y_fk+1)為第k+1條裂縫上第j線匯的坐標(m,m)；K為儲層滲透率，10^-3μm²；h為儲層厚度，m；η為導壓系數，μm²/(mPa·s×MPa^-1)，η＝K/μcφ；c為地層綜合壓縮系數，MPa^-1；φ為儲層孔隙度，無因次；Δt為生產時間，s；k為裂縫編號；i、j為裂縫線匯編號；

(3)當裂縫k上含有多個連續線匯時，根據疊加原理可得到k條裂縫各線匯同時生產時在觀察點O處產生的壓力降落；按照同樣的方法，也能得到壓裂水平井形成N條裂縫，總共N×2ns個裂縫線匯同時生產時在O點的壓力降落：

式中：N為壓裂水平井裂縫條數，條；ns為裂縫單翼線匯數目；

(4)當儲層流體為氣時，根據壓力函數的定義和真實氣體狀態方程，并將地下產量轉換成地面標準情況下的氣體產量，式(2)可寫為:

式中：μ_g為氣體粘度，mPa·s；p_sc為氣體臨界壓力，MPa；Z為氣體偏差因子，無因次；T為儲層溫度，℃；T_sc為氣體臨界溫度，℃；

式(3)就是所有裂縫線匯同時生產時間Δt后在O點產生的壓力降落方程，該方程考慮了裂縫以及裂縫各線匯間的相互干擾作用。