[發明專利]一種基于四類改造體積的體積壓裂參數優化設計方法

有效

• 申請號: 201910599994.6
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110469303B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 朱海燕;宋宇家;唐煊赫;李逵東;肖佳林
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00;G06F30/20;G06Q50/02;G09B25/04
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明涉及一種基于四類改造體積的體積壓裂參數優化設計方法，他包括以下步驟：S1、建立帶有天然裂縫儲層地質網格屬性模型；S2、修正應力場分布模型；S3、建立水力壓裂模擬模型；S4、計算水力壓裂裂縫四類不同的改造體積大小；S5、水力壓裂裂縫導流能力應力敏感性研究；S6、孔隙壓力場、地應力場、裂縫導流能力變化等多場耦合，預測產能；S7、優化體積壓裂參數。本發明有益效果是：能夠針對裂縫性油氣藏儲層，對比水力壓裂過程中產生的水力壓裂裂縫四類不同的改造體積，分析不同壓裂施工參數下產生的裂縫在生產過程中孔隙壓力場、地應力場、裂縫導流能力應力敏感性變化條件下，預測施工井段產能變化，從而指導體積壓裂施工參數優選。

技術領域

本發明涉及石油與天然氣開發領域，尤其涉及一種基于四類改造體積的體積壓裂參數優化設計方法。

背景技術

目前我國能源需求日益增加，而油氣資源依然是其重要的組成部分。在油氣資源開發中，水力壓裂技術已經成為一項重要的增產措施，特別是頁巖氣等非常規油氣資源的開發過程中，水平井體積壓裂技術起到決定性作用。

由于油氣藏儲層的非均質特性、特別是受儲層斷層及微裂縫的影響，水力壓裂施工會在儲層中形成裂縫網絡，從而產生水力壓裂有效支撐裂縫改造體積、水力壓裂擴張縫改造體積、水力壓裂剪切裂縫改造體積以及水力壓裂應力干擾縫改造體積四種改造體積。

其中，水力壓裂有效支撐裂縫改造體積是指水力壓裂過程中儲層巖石發生張性破裂，并填充支撐，施工結束后由于支撐劑的支撐作用，裂縫不能完全閉合的裂縫所控制的儲層體積。支撐裂縫在油氣井生產過程中起主要的通道作用，而該類體積是油氣井前期生產過程中主要的產能貢獻者。

水力壓裂擴張縫改造體積是水力壓裂過程中受壓裂液作用發生張性斷裂，但未填充支撐劑，施工結束后可能會閉合的裂縫所控制的儲層體積。擴張裂縫滲透率可能小于支撐裂縫，但裂縫數量多，波及范圍大，并連通了大部分剪切裂縫。該類體積是油氣井中期生產過程中主要的產能貢獻者。

水力壓裂剪切裂縫改造體積是水力壓裂過程中受壓裂液影響而使天然裂縫內壓力發生變化，其應力條件發生變化并達到破壞應力條件，從而發生剪性斷裂的裂縫所控制的體積。剪切裂縫由于切向滑動，裂縫具有自支撐能力，具有一定導流能力，該類體積可能是波及范圍最大的有效裂縫體積。

水力壓裂應力干擾縫改造體積是水力壓裂過程中壓裂液未波及到，但受壓裂裂縫受產生的應力-應變影響或壓裂液濾失影響而使天然裂縫被激活，或因此所產生的新裂縫所控制的體積，該類體積一般不會對油氣井產能產生影響，當會影響鄰井壓裂施工裂縫擴展。

我國水力壓裂技術從上世紀五十年代開始至今已經有近七十年歷史，壓裂設計思路從單井簡單的兩翼縫尺寸模擬，逐步發展為注采復雜井網內，壓裂與油藏相結合的整體壓裂技術，既保證單井的產能，又考慮區塊的高采收率，但這些方法均是以簡單兩翼縫為基礎，未考慮復雜裂縫網絡展布情況。近年來還有些針對復雜裂縫網絡的壓裂參數優選方法，專利號201810903240.0一種靶向壓裂酸化裂縫參數優化方法在兩翼縫基礎上加入分值裂縫，通過模擬裂縫形態和導流能力來計算裂縫網絡參能情況，但其為二維概念模型，未考慮實際儲層參數變化；專利號201710804554.0非常規油氣藏水力壓裂復雜縫網形成過程模擬方法中主要講述了天然裂縫下的壓裂裂縫擴展模型建立及壓裂效果評價，但未考慮儲層三維地應力分布分布與修正，也未考慮剪切裂縫擴展及應力干擾裂縫對本井生產及鄰井施工的影響。

發明內容

本發明的目的在于針對裂縫性油氣藏儲層，對比水力壓裂過程中產生的水力壓裂有效支撐裂縫改造體積、水力壓裂擴張縫改造體積、水力壓裂剪切裂縫改造體積以及水力壓裂應力干擾縫改造體積，分析不同壓裂施工參數下產生的裂縫在生產過程中孔隙壓力場、地應力場、裂縫導流能力應力敏感性變化條件下，預測施工井段產能變化，優選壓裂施工參數，保證壓裂改造效果，提供一種基于四類改造體積的體積壓裂參數優化設計方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種基于四類改造體積的體積壓裂參數優化設計方法，包含以下步驟：