[發明專利]一種確定頁巖氣井壓裂設計中滑溜水與膠液混合比的方法

有效

• 申請號: 201710694721.0
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN109403942B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 李雙明;蔣廷學;賈長貴;王海濤;卞曉冰;蘇瑗;衛然
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

本發明提供了一種確定頁巖氣井壓裂設計中滑溜水與膠液混合比的方法，屬于油氣藏水力壓裂增產改造領域。該確定頁巖氣井壓裂設計中滑溜水與膠液混合比的方法采用數值模擬和壓裂模擬方式確定頁巖氣壓裂井所需導流能力、綜合砂液比和施工規模，然后根據地層特點和滑溜水及膠液主要性能，計算得到滑溜水與膠液的混合比。利用本發明方法能夠根據地層特點準確計算出滑溜水與膠液混合比，為頁巖氣井壓裂設計提供較好的依據。

技術領域

本發明屬于油氣藏水力壓裂增產改造領域，具體涉及一種確定頁巖氣井壓裂設計中滑溜水與膠液混合比的方法，適用于頁巖氣水平井壓裂設計范疇中，壓裂液類型的選用。

背景技術

在頁巖氣井壓裂設計中，主要目標是形成一定導流能力的復雜縫或網絡縫，常常會采用混合壓裂技術方法，低粘高降阻滑溜水體系進入脆性頁巖形成復雜縫或網絡縫，膠液攜砂支撐主裂縫，然而目前沒有確定滑溜水與膠液的混合比的方法，通常是主觀進行設計，無計算過程，且施工中匹配性較差。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種確定頁巖氣井壓裂設計中滑溜水與膠液混合比的方法，可根據每口井的具體特點，定量求出滑溜水與膠液的混合比，為壓裂液的選取提供依據。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種確定頁巖氣井壓裂設計中滑溜水與膠液混合比的方法，采用數值模擬和壓裂模擬方式確定頁巖氣壓裂井所需導流能力、綜合砂液比和施工規模，然后根據地層特點和滑溜水及膠液主要性能，計算得到滑溜水與膠液的混合比。

所述方法包括：

(1)根據頁巖脆性、水平地應力差、層理發育程度及天然裂縫發育特征，提出頁巖氣井壓裂思路及施工模式；

(2)采用數值模擬和壓裂模擬方式確定頁巖氣壓裂井所需導流能力、綜合砂液比和施工規模；

(3)根據頁巖的特點，選擇混合壓裂類型；

(4)根據選擇的混合壓裂類型，利用壓裂模擬軟件計算得到壓裂液量k和前置液比例q，確定滑溜水段塞式加入中砂階段滑溜水的攜砂砂比s1、確定膠液段塞式加入中砂、粗砂階段的攜砂砂比s2；假定滑溜水的體積為x，膠液的體積為y，x+y＝k；滑溜水段塞式加入粉陶的量b是常數量；

(5)根據k、b、q、s1、s2、s得到x的值和y的值，進而獲得滑溜水與膠液的混合比：y/(x+y)*100％。

所述步驟(2)是這樣實現的：

輸入地層滲透率、含氣飽和度、厚度、孔隙度、水平段長、壓力系數和基礎裂縫縫長及裂縫導流能力，利用數值模擬軟件確定目標頁巖氣層所需要的裂縫長度和導流能力，針對導流能力的需求，進行支撐劑導流能力測試評價，模擬地層閉合壓力和溫度，采用導流能力儀器測試裂縫導流能力，設定不同鋪砂濃度條件進行測試，優選達到數值模擬中的裂縫長度、導流能力要求導流能力的支撐劑；

輸入同等液量規模、不同砂量條件、模擬要求，利用壓裂模擬軟件獲得達到所需裂縫導流能力所需要的支撐劑量，利用支撐劑量和壓裂液量確定綜合砂液比：

s＝支撐劑量/壓裂液量。

所述步驟(3)中的混合壓裂類型包括：

第一種混合壓裂類型：預處理酸液+滑溜水+膠液；

第二種混合壓裂類型：預處理酸液+膠液+滑溜水+膠液，該種壓裂模式適用于縫高難以延伸的地層。

所述步驟(5)中的根據k、b、q、s1、s2、s得到x的值和y的值是利用下面的方程組實現的：

x＝k-[k*s-b-(1-q)*k*s1]/(s2-s1)

y＝[k*s-b-(1-q)*k*s1]/(s2-s1)。