[發(fā)明專利]一種體積壓裂設(shè)計方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010535845.6
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN113803041B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹瑯;劉林;王興文;邱玲;王智君;劉琦;李永明;康杰;滕小蘭;屈靜
• 申請（專利權(quán)）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西南油氣分公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/14;G06F30/20;G06T17/05;G06F119/14
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 張文娟

本發(fā)明提供了一種體積壓裂設(shè)計方法及系統(tǒng)，該方法包括：基于壓裂多裂縫條件下的干擾應(yīng)力場模型計算不同裂縫距離下的水平誘導(dǎo)應(yīng)力，依據(jù)其結(jié)合設(shè)定條件確定裂縫間距參考值以及對應(yīng)的施工排量；依據(jù)儲層孔隙度、滲透率及壓力波傳播規(guī)律確定目標(biāo)儲層區(qū)域的有效滲流單元，分別建立三維立體壓裂設(shè)計地質(zhì)模型；進(jìn)而基于所述壓裂設(shè)計地質(zhì)模型根據(jù)裂縫間距參考值確定各有效滲流單元的目標(biāo)裂縫參數(shù)，以及與目標(biāo)裂縫參數(shù)匹配的施工參數(shù)；最終按照獲得的裂縫間距目標(biāo)裂縫參數(shù)、施工排量和施工參數(shù)對目標(biāo)儲層區(qū)域?qū)嵤┓侄螇毫选２捎帽景l(fā)明的技術(shù)方案擴(kuò)展了壓裂工藝的應(yīng)用范圍，適用性廣，且能夠保障壓裂工藝的可靠性，有效提升儲層產(chǎn)能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣井壓裂優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種體積壓裂設(shè)計方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

對于具備低孔低滲特征的儲層，如致密砂巖氣藏，一般須通過壓裂改造才能建產(chǎn)，但常規(guī)壓裂改造工藝技術(shù)形成的單一裂縫無法適用于低孔低滲的儲層，因為不能有效擴(kuò)大儲層改造體積，導(dǎo)致增產(chǎn)幅度有限。

近年來，現(xiàn)有技術(shù)借鑒頁巖氣體積壓裂工藝，采用體積壓裂理念針對部分致密砂巖儲層進(jìn)行混合水體積壓裂改造，取得了較好效果，但是該方法僅適用于天然裂縫發(fā)育、脆性指數(shù)較高(＞40)、水平應(yīng)力差異系數(shù)小(＜0.2)的致密砂巖儲層，因為該工藝的技術(shù)理念為基于縫內(nèi)凈壓力與地層水平最大最小水平主應(yīng)力差值關(guān)系，采用滑溜水、線性膠和交聯(lián)液等不同類型的壓裂液進(jìn)行交替壓裂作業(yè)，通過裸眼封隔器分段壓裂或速鉆橋塞分段壓裂實現(xiàn)“大排量6.0-15.0m3/min、大液量(1000-1500m3/段)、大砂量(100-200t)、低砂比(0.2-22％)”的參數(shù)設(shè)計模式及施工方式，在形成復(fù)雜支縫及高導(dǎo)流主縫的同時開啟天然裂縫并形成有效支撐，從而增加儲層改造體積。但對于天然裂縫不發(fā)育、水平應(yīng)力差異系數(shù)中等(0.4±)的非均質(zhì)致密砂巖儲層，僅依靠低粘液體、大排量提高凈壓力克服兩向應(yīng)力差異較為困難，難以實現(xiàn)體積壓裂改造。目前的體積壓裂工藝，針對的體積壓裂影響因素下限較低，適用范圍不廣，分段壓裂工藝裂縫復(fù)雜有效性偏低，因此，亟需一種合理的體積壓裂設(shè)計方法，實現(xiàn)儲層品質(zhì)更低的致密砂巖氣藏的有效動用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種體積壓裂設(shè)計方法，在一個實施例中，所述方法包括：

步驟S1、基于壓裂多裂縫條件下的干擾應(yīng)力場模型計算不同裂縫距離下的水平誘導(dǎo)應(yīng)力，依據(jù)其結(jié)合設(shè)定條件確定裂縫間距參考值以及對應(yīng)的施工排量；

步驟S2、依據(jù)儲層孔隙度、滲透率及壓力波傳播規(guī)律確定目標(biāo)儲層區(qū)域的有效滲流單元，并基于確定的各個有效滲流單元分別建立三維立體壓裂設(shè)計地質(zhì)模型；

步驟S3、基于所述壓裂設(shè)計地質(zhì)模型根據(jù)裂縫間距參考值確定目標(biāo)儲層區(qū)域各有效滲流單元的目標(biāo)裂縫參數(shù)以及與所述目標(biāo)裂縫參數(shù)匹配的施工參數(shù)；

步驟S4、按照已獲得的目標(biāo)裂縫參數(shù)、施工排量和施工參數(shù)對目標(biāo)儲層區(qū)域進(jìn)行分段壓裂。

在一個實施例中，所述方法還包括以下步驟：

在所述步驟S4之前，根據(jù)所述施工排量對多種尺寸的油管和滑套進(jìn)行施工預(yù)測及對比，將確定尺寸匹配的油管和滑套組成用于施工的分段管柱，且將其作為目標(biāo)儲層區(qū)域的壓裂管柱和完井管柱。

在一個實施例中，所述方法還包括：

根據(jù)分段管柱及滑套的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)計用于分段開啟滑套的開啟工具，以實現(xiàn)不限級數(shù)分段、已壓裂段與待壓裂段封隔作業(yè)和管柱全通徑。

在一個實施例中，在步驟S1中，將基于壓裂多裂縫條件下的干擾應(yīng)力場模型計算的誘導(dǎo)應(yīng)力作為原始水平地應(yīng)力差值變化量，其中，所述干擾應(yīng)力場模型包括目標(biāo)儲層區(qū)域在壓裂多裂縫條件下不同裂縫距離的儲層原始水平地應(yīng)力差值和水平應(yīng)力差異系數(shù)。

進(jìn)一步地，在步驟S1中，結(jié)合設(shè)定條件確定裂縫間距參考值以及對應(yīng)的施工排量的過程包括：