[發(fā)明專利]一種脈沖循環(huán)水力壓裂的泵注頻率選取方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010626433.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN111794727A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯亞南;彭巖;陳掌星;劉一杉;馬智驍;王一博;張柯;蔣佩佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;F04B49/06
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 周達(dá);劉飛

本說明書實(shí)施例提供一種脈沖循環(huán)水力壓裂的泵注頻率選取方法及裝置。所述方法包括：對(duì)壓裂液進(jìn)行性能測(cè)試，獲得壓裂液參數(shù)；所述壓裂液參數(shù)包括壓裂液的密度和彈性模量；根據(jù)脈沖泵的位置確定泵注環(huán)境參數(shù)；所述泵注環(huán)境參數(shù)包括表征裂縫物理性質(zhì)的裂縫參數(shù)或表征井筒物理性質(zhì)的井筒參數(shù)；基于脈沖泵的輸出方式，根據(jù)所述壓裂液參數(shù)和泵注環(huán)境參數(shù)求取壓裂井的井筒或裂縫中液柱的多階固有頻率；利用預(yù)設(shè)模型模擬泵注頻率為不同階固有頻率時(shí)井筒末端或裂縫縫尖位置的脈沖壓力隨時(shí)間的變化情況；選取所述脈沖壓力隨時(shí)間的變化情況中，預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)脈沖壓力幅值最大所對(duì)應(yīng)的固有頻率作為泵注頻率，從而提高壓裂泵注施工效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書實(shí)施例涉及巖石水力壓裂領(lǐng)域，特別涉及一種脈沖循環(huán)水力壓裂的泵注頻率選取方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著油田開發(fā)的深入，油氣藏的開發(fā)難度逐漸加大，為了對(duì)油氣井進(jìn)行更加充分的開采，會(huì)對(duì)儲(chǔ)層通常是指油層或氣層進(jìn)行壓裂處理。在石油領(lǐng)域，壓裂是指采油或采氣過程中，利用水力作用，使油氣層形成裂縫的一種方法，其中最常見的壓裂方法是水力壓裂。壓裂是人為地使地層產(chǎn)生裂縫，改善油在地下的流動(dòng)環(huán)境，使油井產(chǎn)量增加，對(duì)改善油井井底流動(dòng)條件、減緩層間和改善油層動(dòng)用狀況可起到重要的作用。

對(duì)于本身滲透率極低的頁巖、煤巖等致密儲(chǔ)層，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂形成復(fù)雜縫網(wǎng)來增大流體在儲(chǔ)層中的流動(dòng)能力，是其有效開發(fā)的重要手段。脈沖循環(huán)水力壓裂是近些年來新提出的一種新型壓裂方法，其特征是對(duì)儲(chǔ)層施加一定頻率的脈沖壓力，在該脈沖壓力的作用下，巖石發(fā)生疲勞損傷，進(jìn)而形成復(fù)雜縫網(wǎng)。

不同的脈沖壓力頻率對(duì)于同一儲(chǔ)層的壓裂效率是不同的，同一脈沖壓力頻率對(duì)于不同儲(chǔ)層的壓裂效率也是不同的。因此，在進(jìn)行脈沖循環(huán)水力壓裂之前，有必要選取一個(gè)最佳的脈沖壓力頻率，使得脈沖循環(huán)水力壓裂的壓裂效率最大化。

現(xiàn)有的選取脈沖壓力頻率的方法，通常是在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，由技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。或者在施工之前，通過軟件模擬不同脈沖壓力頻率下的壓裂效率，選取模擬出的壓裂效率最高對(duì)應(yīng)的脈沖壓力頻率。這些選取脈沖壓力頻率的方法，并沒有相應(yīng)的理論依據(jù)來支持，選取的脈沖壓力頻率往往不是最佳的脈沖壓力頻率，使得脈沖循環(huán)水力壓裂的壓裂效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本說明書實(shí)施例的目的是提供一種脈沖循環(huán)水力壓裂的泵注頻率選取方法及裝置，以提高壓裂泵注施工效率。

為解決上述問題，本說明書實(shí)施例提供一種脈沖循環(huán)水力壓裂的泵注頻率選取方法，所述方法包括：對(duì)壓裂液進(jìn)行性能測(cè)試，獲得壓裂液參數(shù)；所述壓裂液參數(shù)包括壓裂液的密度和彈性模量；根據(jù)脈沖泵的位置確定泵注環(huán)境參數(shù)；所述泵注環(huán)境參數(shù)包括表征裂縫物理性質(zhì)的裂縫參數(shù)或表征井筒物理性質(zhì)的井筒參數(shù)；基于脈沖泵的輸出方式，根據(jù)所述壓裂液參數(shù)和泵注環(huán)境參數(shù)求取壓裂井的井筒中或裂縫中的液柱的多階固有頻率；利用預(yù)設(shè)模型模擬泵注頻率為不同階固有頻率時(shí)井筒末端或裂縫縫尖位置的脈沖壓力隨時(shí)間的變化情況；選取所述脈沖壓力隨時(shí)間的變化情況中，預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)脈沖壓力幅值最大所對(duì)應(yīng)的固有頻率作為泵注頻率。

為解決上述問題，本說明書實(shí)施例還提供一種脈沖循環(huán)水力壓裂的泵注頻率選取裝置，所述裝置包括：獲得模塊，用于對(duì)壓裂液進(jìn)行性能測(cè)試，獲得壓裂液參數(shù)；所述壓裂液參數(shù)包括壓裂液的密度和彈性模量；確定模塊，用于根據(jù)脈沖泵的位置確定泵注環(huán)境參數(shù)；所述泵注環(huán)境參數(shù)包括表征裂縫物理性質(zhì)的裂縫參數(shù)或表征井筒物理性質(zhì)的井筒參數(shù)；求取模塊，用于基于脈沖泵的輸出方式，根據(jù)所述壓裂液參數(shù)和泵注環(huán)境參數(shù)求取壓裂井的井筒中或裂縫中的液柱的多階固有頻率；模擬模塊，用于利用預(yù)設(shè)模型模擬泵注頻率為不同階固有頻率時(shí)井筒末端或裂縫縫尖位置的脈沖壓力隨時(shí)間的變化情況；選取模塊，用于選取所述脈沖壓力隨時(shí)間的變化情況中，預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)脈沖壓力幅值最大所對(duì)應(yīng)的固有頻率作為泵注頻率。