[發明專利]一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法

在審

• 申請號: 201510716641.1
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105201484A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 朱海燕;郭建春;張旭東
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法，其特征在于，它包括以下步驟：

(1)建立滲流-應力-斷裂損傷耦合的裂縫起裂及動態擴展計算方法；(2)根據油氣藏的地層分層和儲層物性，初選壓裂層段；(3)建立儲層水力壓裂模型，以水力裂縫在儲層內部擴展為判據，優選第一層壓裂參數；(4)采用第一層壓裂參數，計算上部層段裂縫形態；(5)以上下層裂縫不串通為判斷標準，計算不同隔層厚度下上部層段的裂縫形態，確定可阻擋上下層裂縫串通的隔層厚度；(6)確定最終的壓裂層段，優化上部層段的施工參數。該方法考慮直井分層壓裂時先起裂裂縫對后起裂裂縫的應力干擾，避免上下層段水力裂縫的串通，可最大化發揮各層段的生產能力。

2.根據權利要求1所述的一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法，其特征在于，所述步驟(1)包括：

考慮儲層巖石在水力壓裂過程中的滲流-應力耦合，以及壓裂液在裂縫內的徑向流動和法向濾失，再根據斷裂與損傷力學理論確定裂縫的起裂及動態擴展準則，采用有限元、離散元、邊界元或位移不連續等方法，建立基于滲流-應力-斷裂損傷耦合的裂縫起裂及動態擴展計算方法。

3.根據權利要求1所述的一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法，其特征在于，所述步驟(2)包括：

根據油氣藏地質特征資料，評價含油氣砂體平面展布情況以及含油氣層段儲層厚度，通過層間資料，分析地層小層劃分情況以及層間地應力分布情況，確定地層分層特征，依據鉆井、錄井資料以及測井獲得的儲層特征及含油氣性相關評價資料，分析儲層段巖性、厚度及泥質含量、含油氣性，同時獲得儲層的孔隙度、滲透率、含水飽和度等參數，考慮分層壓裂水力裂縫動態擴展以及分層壓裂施工工藝特征，初步確定壓裂選層方案。

4.根據權利要求1所述的一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法，其特征在于，所述步驟(3)包括：

根據地層的分層特征和所述步驟(2)中初步確定的壓裂選層方案，建立儲層水力壓裂裂縫起裂與動態擴展的滲流-應力-斷裂損傷耦合模型，采用所述步驟(1)中建立的裂縫起裂及動態擴展計算方法，計算不同施工參數下分層壓裂第一層壓裂時水力裂縫擴展形態，以水力裂縫主要在儲層內部擴展為判斷依據，優選第一層壓裂施工參數。

5.根據權利要求1所述的一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法，其特征在于，所述步驟(4)包括：

考慮先起裂裂縫對后起裂裂縫的應力干擾和第一層水力裂縫支撐縫寬，限制第一層水力裂縫兩裂縫面的位移，采用所述步驟(3)優選的施工參數對第二層進行施工，計算第二層壓裂時裂縫擴展形態。

6.根據權利要求1所述的一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法，其特征在于，所述步驟(5)包括：

根據所述步驟(3)、(4)的方法，采用所述步驟(3)優化的施工參數，計算不同隔層厚度下，分層壓裂時隔層上下層裂縫擴展形態，以上下層裂縫不串通為判斷標準，確定直井分層壓裂隔層的最小有效厚度。

7.根據權利要求1所述的一種直井分層壓裂層段優選及施工參數優化設計方法，其特征在于，所述步驟(6)包括：

根據儲層基本地質特征、測試資料、儲層物性特征、隔層厚度、地應力特征及所述步驟(4)和所述步驟(5)的計算結果，確定最終的壓裂層段，結合壓裂現場施工條件以及施工特點，各層段采用相同的壓裂液粘度，進一步優化第二層壓裂施工參數，以確保第二層中水力裂縫主要在其內部擴展，以提高壓裂效果。