[發明專利]一種基于壓裂施工壓力實時評估增產改造體積方法

在審

• 申請號: 201810530032.0
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108829945A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 胡永全;趙金洲;胡若菡;劉通義
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 霍春月

1.一種基于壓裂施工壓力實時評估增產改造體積方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、收集目標井儲層地質與工程參數、井身結構數據、壓裂材料數據、泵注程序基本參數；

S2、建立壓裂管串流動摩阻計算方程，采用流體力學方法結合室內實驗測試結果計算壓裂管柱內流體流動摩阻；

S3、基于實時注入流體性質和施工參數，計算近井摩阻，求得地面至裂縫體的總摩阻；

S4、基于壓裂管柱內壓力平衡，計算水力壓裂實時井底壓力；

S5、基于結構弱面張性破裂和剪切破裂壓力計算臨界壓力；

S6、基于井底壓力數值判別增產改造體積擴展有效性；

S7、基于注入過程流體線性擴散方程計算增產改造波及范圍。

2.根據權利要求1所述的一種基于壓裂施工壓力實時評估增產改造體積方法，其特征在于，所述S1中目標井儲層地質與工程參數包括井深、垂深與水平段長、靶點位置、厚度、簇間距、原地應力立場、天然裂縫相交角、內聚力和內摩擦角、射孔孔數、孔徑、孔眼流量系數、射孔孔眼直徑、有效射孔孔數，所述井身結構數據包括井斜、方位、壓裂管柱直徑，所述壓裂材料包括壓裂液凈液密度、稠度系數、流態指數、支撐劑粒徑、支撐劑顆粒密度、支撐劑視密度、減阻率、清水密度。

3.根據權利要求3所述的一種基于壓裂施工壓力實時評估增產改造體積方法，其特征在于，所述S2中壓裂管串流動摩阻計算方程采用工程上常用的減阻率方法計算壓裂工作液在圓管中的流動摩阻；即以清水在圓管中的流動摩阻為基礎，通過實驗測試實際壓裂工作液與清水摩阻的比值進行修正，壓裂工作液在管柱內的流動摩阻表達式如下：

其中：壓裂工作液為凈液體時：Δp_fr＝(1-λ)Δp_water

壓裂工作液為混砂液時：Δp_fr＝f_校正(1-λ)Δp_water

式中：Δp_fr—壓裂工作液在壓裂管柱內的流動摩阻，MPa；λ一減阻率，無因次；f_校正—混砂液摩阻校正系數，無因次；Δp_water—清水在壓裂管柱內的流動摩阻，MPa；

其中清水在管柱沿程摩阻的計算表達式如下：

式中：f_water—范寧摩阻系數,無因次；ν—清水在管柱內的流速,m/s；D—壓裂管柱內徑，m；ρ_water—清水的密度，kg/m³；L—。壓裂管柱總長度,m。

其中范寧摩阻系數的計算表達式如下：

N_rer＝10⁶Dv

式中：f_water—范寧摩阻系數,無因次；ν—清水在管柱內的流速,m/s；D—壓裂管柱內徑，m；Nre—雷諾數，無因次。

所述壓裂管管柱中壓裂工作液為混砂液時，則引入混砂液無因次密度對混砂液摩阻進行修正。其中混砂液密度、混砂液無因次密度分別表達式為：

式中：ρ_m—混砂液密度，kg/m³；ρ_f—凈液體密度，kg/m³；c—支撐劑體濃度，無因次；ρ_pr—支撐劑顆粒密度，kg/m³；ρ_ps—支撐劑視密度，kg/m³；ρ_D—混砂液無因次密度，kg/m³。

結合壓裂施工現場錄取的大量資料，利用多項式擬合的方法進行數據處理，得到混砂液摩阻校正系數：

f_校正＝-0.1448ρ_D²+0.1094ρ_D+1.1354

式中：f_校正—混砂液摩阻校正系數，無因次；ρ_D—混砂液無因次密度，kg/m³。