[發(fā)明專利]一種獲取地層閉合壓力的壓裂測試與解釋方法

有效

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• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111734383B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 胡永全;趙超能;王磊;趙金洲;路凡;王強
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B49/00;E21B47/06;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發(fā)明公開了一種獲取地層閉合壓力的壓裂測試與解釋方法，包括以下步驟：S1：根據(jù)壓裂設計方案，在壓裂管柱底部安裝井下壓力計，并完成各項施工準備；S2：完成加砂泵注實施頂替階段，有序地逐步降低泵注排量至停止泵注，在降排量階段中，選取階梯平臺數(shù)據(jù)點獲得對應的施工排量和井底壓力；S3：建立井底壓力的壓力平衡模型；S4：將步驟S2收集得到的施工排量和井底壓力數(shù)據(jù)代入所述壓力平衡模型中，構建模型求解方程組；S5：通過求解所述模型求解方程組中的未知數(shù)，得到所述地層閉合壓力。本發(fā)明能夠更方便地獲得地層閉合壓力。

技術領域

本發(fā)明涉及水力壓裂技術領域，特別涉及一種利用水力壓裂施工結束進行階梯將排量測試解釋以獲取地層閉合壓力的礦場方法。

背景技術

隨著國家對石油天然氣資源需求的迅速增加，低滲致密儲層的有效開發(fā)是我國當前和今后相當長時間內(nèi)的重要研究領域。采用水力壓裂在低滲致密儲層中形成有效的人工裂縫而獲得更高的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益是低滲致密儲層的高效開發(fā)必不可少的核心技術。儲層閉合壓力是影響壓裂支撐劑優(yōu)選、制約水力裂縫擴張過程的重要關鍵參數(shù)，對壓裂施工或壓裂評估的作用不可替代。不正確的裂縫閉合壓力會導致計算的濾失系數(shù)和液體效率的結果失真，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對主壓裂設計進行的調整可能達不到預期目的，甚至導致壓裂失敗。業(yè)界對地層閉合壓力進行了廣泛的研究，主要采用礦場測試(微型壓裂測試解釋和壓裂壓力遞減分析)解釋方法、巖心分析(包括聲發(fā)射、微差應變實驗、滯單行應變恢復等)方法、測井數(shù)據(jù)解釋方法、有限元模擬方法等，但公認最可靠的是礦場測試解釋方法。

微型壓裂測試解釋是一種專門設計用于解釋地層閉合壓力的礦場測試環(huán)節(jié)。此外，確定裂縫閉合壓力主要有階梯注入、關井壓力遞減曲線測試、回流測試及平衡試驗法等方法(孫翠容,王怒濤,張文昌,劉延超,方詩杰.水力壓裂閉合壓力確定方法研究[J].重慶科技學院學報(自然科學版),2010,12(02)：60-62.)。這些方法存在著不足之處：(1)階梯注入測試是專門利用階梯升排量的數(shù)據(jù)來確定裂縫延伸壓力，其曲線斜率可能會因孔眼尚未打磨好而導致結果不準確，并且受近井地層特征影響；(2)關井壓力遞減曲線的分析方法通常是根據(jù)關井停泵后的壓力隨時間變化的曲線，使用簡單的拐點法來判斷裂縫閉合壓力(邢亮.根據(jù)壓裂施工曲線計算最小地應力方法分析[D].中國石油大學(北京)，2017.)，但是并不是所有井都進行了停泵后的壓降測試；(3)回流測試方法和平衡試驗法本質上是關井壓裂壓力遞減分析方方法，只不過前者進一步明確在壓力下降期間必須保持穩(wěn)定的回流速度，并提出現(xiàn)場采用流量調節(jié)器進行測量并控制；后者對液體注入排量大小比較嚴格，排量太小導致測試時間較長，排量太大導致分析困難。

目前礦場測試方法的主要問題是：無論是進行專門的微型壓裂測試解釋還是應用關井壓裂壓力降落數(shù)據(jù)解釋方法，都需要額外增加壓裂壓降的測試程序、花費較多的測試時間而增加額外成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種獲取地層閉合壓力的壓裂測試與解釋方法，利用極容易在礦場壓裂施工后期實施進行逐步階梯降排量操作獲得的不同排量對應的井底壓力數(shù)據(jù)，能夠獲得更真實的地層閉合壓力。該方法無需進行專門的測試環(huán)節(jié)，可以明顯節(jié)約測試壓裂費用。而且提高對水力裂縫性能的認識，為后續(xù)壓裂調整或評估提供有效的參考和指導。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種獲取地層閉合壓力的壓裂測試與解釋方法，包括以下步驟：

S1：根據(jù)壓裂設計方案，在壓裂管柱底部安裝井下壓力計，并完成各項施工準備；

S2：完成加砂泵注實施頂替階段，有序地逐步降低泵注排量至停止泵注，在降排量階段中，選取階梯平臺數(shù)據(jù)點獲得對應的施工排量和井底壓力；

S3：基于地層閉合壓力與井底壓力、近井孔眼摩阻與井筒扭曲摩阻、水力裂縫中流體流動與凈壓力之間的壓力平衡原理，考慮孔眼及管柱摩阻、井筒扭曲摩阻、已形成水力裂縫的摩阻，建立井底壓力的壓力平衡模型；

作為優(yōu)選，所述施工壓力力學平衡模型為：