[發明專利]不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法

在審

• 申請號: 201510845925.0
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105298464A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 馮福平;胡超洋;艾池;李玉偉;韓旭;王軒濱
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

技術領域

本發明涉及致密儲層體積壓裂技術，具體涉及不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法。

背景技術

致密儲層由于其低孔、低滲的特點，必須采用大規模體積壓裂技術才能實現工業化開發。體積壓裂技術是指應用分段多簇射孔技術和裂縫轉向技術，采用大排量泵入低黏度壓裂液來提高縫內凈壓力，較高的縫內凈壓力促使脆性較高的致密儲層巖石不斷產生剪切滑移，在主裂縫的兩側強制形成一級次生裂縫，并在一級次生裂縫基礎上繼續分支形成多級次生裂縫，使得油氣從任意方向的基質向裂縫的滲流距離最短，極大地提高儲層整體滲透率，提高致密儲層的初始產量和最終采收率。

目前致密儲層體積壓裂縫網描述模型主要有離散化縫網模型和線網模型，該類模型假設壓裂改造體積為橢球體或橢柱體，改造范圍內含一條主裂縫和多條一級次生裂縫，一級次生裂縫與主裂縫之間相互平行或正交，一級次生裂縫的數目和間距人為設定。離散化縫網模型和線網模型的缺點主要體現在：

(1)離散化縫網模型和線網模型只描述了體積壓裂縫網系統中存在的一級次生裂縫，無法體現多級次生裂縫的存在；

(2)離散化縫網模型和線網模型一級次生裂縫的數目和間距人為設定，無法體現致密儲層脆性巖石裂縫啟裂的隨機性和自相似性；

(3)離散化縫網模型和線網模型假定次生裂縫與主裂縫之間相互平行或正交，假設條件太過于理想，不能真實的反映實際復雜縫網的形態。

致密儲層體積壓裂技術在形成一條主裂縫的同時，由于巖石脆性較強，會在主裂縫的側向強制形成多條一級隨機次生裂縫，并在一級隨機次生裂縫的基礎上繼續分支形成多級隨機次生裂縫，其次生裂縫的數量、生成位置及次生裂縫與上一級裂縫之間的夾角受應力和巖石脆性的共同影響，最終會形成以主裂縫為主干多級次生縫并存的樹狀分叉網狀裂縫系統，如圖1所示。

目前雖然多名學者提出致密儲層體積壓裂復雜縫網的形態應該為樹狀分叉網狀裂縫系統(JPT多篇文獻以及朱維耀等人)，但是并沒有給出能夠反映致密儲層巖石脆性引起的多級隨機次生裂縫特征的樹狀分叉裂縫網絡描述方法。

發明內容

本發明的目的是不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法，這種不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法用于解決致密儲層體積壓裂主裂縫與多級隨機次生裂縫共存的樹狀縫網形態無法描述的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法：

步驟一、選取與待壓點儲層巖石物性較為接近的不含天然裂縫的巖樣，根據待壓點三向地應力的大小進行室內水力壓裂模擬實驗；

步驟二、采用大型工業CT掃描室內壓裂巖樣裂縫圖像，將巖樣上生成的裂縫從裂縫根部到尖端平均分成n段，采用盒維法計算各段裂縫分形維數D_i，i＝1,2,3…n，統計并計算各條裂縫之間的平均轉角θ；

步驟三、確定主裂縫為掃描圖中最長的裂縫，測量其長度Z(單位為m)，其余裂縫均為次生裂縫；給定次生裂縫的級數m，第j級次生裂縫的長度范圍為l_j＜c≤l_j-1，式中l_j-1＝al_j，a＞1，j＝1,2,3…m，l₀＝Z，根據每條次生裂縫的測量長度c對次生裂縫進行分級；統計最靠近裂縫根部第一段裂縫的各級次生裂縫數量N_1j以及總長度S_1j；

步驟四、給定一個生成元主桿節數M，確定分形L系統的生成元參數：

各級裂縫長度變化系數為：