[發(fā)明專(zhuān)利]水平井多段多簇極限限流壓裂工藝設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011098366.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112417644B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉堯文;張晗;李遠(yuǎn)照;張馳;李婷;肖佳林;劉星;崔靜;蘇慕博文;韋琦;劉俊;明月;楊博文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F30/28;G06F30/13;E21B43/267;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 康奇剛

本發(fā)明水平井壓裂技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種水平井多段多簇極限限流壓裂工藝設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：(1)數(shù)據(jù)收集；(2)段簇間距設(shè)計(jì)；(3)單段簇?cái)?shù)設(shè)計(jì)；(4)單段孔眼數(shù)量設(shè)計(jì)；(5)相位角設(shè)計(jì)；(6)施工排量與規(guī)模設(shè)計(jì)；(7)加砂方式設(shè)計(jì)。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有壓裂工藝存在的有效裂縫條數(shù)較低、泄氣面積小、無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻改造、支撐劑鋪置效果差、單井施工成本相對(duì)較高等問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)采用的“細(xì)分段密分簇+極限限流+高強(qiáng)度加砂”壓裂工藝，在不增加平均施工成本的基礎(chǔ)上，有效地增加了泄氣面積，提高了產(chǎn)能，提高了多簇段內(nèi)射孔簇效率，實(shí)現(xiàn)了多簇裂縫均勻改造；通過(guò)對(duì)加砂方式優(yōu)化和入井材料的優(yōu)選，大幅提升支撐劑的鋪置效果，提升了有效裂縫質(zhì)量和改造強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水平井壓裂技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種水平井多段多簇極限限流壓裂工藝設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

水平井分段壓裂是實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的主要工藝技術(shù)，該技術(shù)是通過(guò)封隔工具將水平井分為不同的段，在每一段內(nèi)進(jìn)行多簇同時(shí)壓裂，從而對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層進(jìn)行增產(chǎn)改造，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的高效開(kāi)發(fā)。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)頁(yè)巖氣的水平井分段壓裂技術(shù)主要為泵送橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂工藝，其工藝參數(shù)主要為：?jiǎn)味味伍L(zhǎng)70-80m，簇間距25-35m，單段射孔以3簇等長(zhǎng)度射孔為主，采用變黏度、變排量、段塞式加砂模式，交替注入滑溜水和線性膠。

以上現(xiàn)有工藝存在的主要問(wèn)題有：因?yàn)槊慷蝺?nèi)的簇間距較大，也導(dǎo)致形成的裂縫間距大，不容易形成復(fù)雜裂縫，導(dǎo)致有效裂縫條數(shù)較低、泄氣面積小、無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻改造；段塞式加砂模式，中間加砂出現(xiàn)停頓，砂分布不連續(xù)，使得支撐劑鋪置效果差。因此，基于以上問(wèn)題需要建立一種全新的壓裂工藝，以便提高水平段改造強(qiáng)度和縫網(wǎng)復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明意在提供一種水平井多段多簇極限限流壓裂工藝設(shè)計(jì)方法，以解決現(xiàn)有壓裂工藝存在的有效裂縫條數(shù)較低、泄氣面積小、無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻改造、支撐劑鋪置效果差的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

水平井多段多簇極限限流壓裂工藝設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

(1)數(shù)據(jù)收集：收集地質(zhì)參數(shù)，并建立地質(zhì)模型；

(2)段簇間距設(shè)計(jì)：根據(jù)收集的地質(zhì)參數(shù)，模擬計(jì)算不同段簇間距下的壓力場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，以此為基礎(chǔ)，在合適范圍內(nèi)縮小段簇間距；

(3)單段簇?cái)?shù)設(shè)計(jì)：利用裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力計(jì)算模型，結(jié)合加密井地質(zhì)特征參數(shù)，分析不同凈壓力下地應(yīng)力分布特征，同時(shí)根據(jù)軟件模擬不同排量、不同射孔簇?cái)?shù)下的縫內(nèi)凈壓力，選取合適的單段的射孔簇?cái)?shù)；

(4)單段孔眼數(shù)量設(shè)計(jì)：利用孔眼摩阻計(jì)算模型算出總射孔數(shù)，同時(shí)根據(jù)限流壓裂流量分配模型與三維裂縫延伸模型計(jì)算出各時(shí)間段內(nèi)的裂縫延伸參數(shù)和各層流量的變化；

(5)相位角設(shè)計(jì)：采用螺旋射孔工藝，能有效適應(yīng)復(fù)雜地層環(huán)境，降低裂縫起裂壓力，單簇孔眼周向均布。

(6)施工排量與規(guī)模設(shè)計(jì)：通過(guò)分析不同凈壓力值下，縫網(wǎng)起裂和延伸情況，結(jié)合地質(zhì)建模結(jié)果，采用離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型(DFN)對(duì)壓裂液量和加砂量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；

(7)加砂方式設(shè)計(jì)：采用連續(xù)加砂。

本發(fā)明的原理和有益效果為：

(1)數(shù)據(jù)收集：收集地質(zhì)參數(shù)，并建立地質(zhì)模型；對(duì)地下情況進(jìn)行全面了解，對(duì)地質(zhì)進(jìn)行全面的分析，以便后續(xù)計(jì)算不同段簇間距下的壓力場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)；

(2)段簇間距設(shè)計(jì)：根據(jù)收集的地質(zhì)參數(shù)，模擬計(jì)算不同段簇間距下的壓力場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，以此為基礎(chǔ)，在合適范圍內(nèi)縮小段簇間距；