[發(fā)明專利]二維多簇裂縫地質(zhì)模型及其構(gòu)建方法、暫堵轉(zhuǎn)向材料加入時機的確定方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011399468.4
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN114607332A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王萌;車明光;王永輝;張騰;王志強;朱光有
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B33/12;E21B49/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾;姚亮

本發(fā)明提供了一種二維多簇裂縫地質(zhì)模型及其構(gòu)建方法、暫堵轉(zhuǎn)向材料加入時機的確定方法與應(yīng)用。該二維多簇裂縫地質(zhì)模型的構(gòu)建方法包括在地質(zhì)模型插入粘聚單元，采用分離?位移曲線描述裂縫的萌生和損傷，得到所述二維多簇裂縫地質(zhì)模型。本發(fā)明還提供了一種暫堵轉(zhuǎn)向材料加入時機的確定方法，包括在壓裂總時間內(nèi)選擇不同時刻加入暫堵轉(zhuǎn)向材料封堵，剩余的壓裂時間內(nèi)進行暫堵前壓裂，施工后裂縫總長度最大且各裂縫長度最均勻的加入暫堵轉(zhuǎn)向材料封堵的時刻即為暫堵轉(zhuǎn)向材料加入的時機。本發(fā)明提供的暫堵轉(zhuǎn)向材料加入時機的確定方法能夠根據(jù)不同暫堵轉(zhuǎn)向材料的加入時刻得到的暫堵后的壓裂結(jié)果及壓裂形態(tài)，確定暫堵轉(zhuǎn)向材料加入的時機。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣井壓裂施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二維多簇裂縫地質(zhì)模型及其構(gòu)建方法、以及涉及油氣井壓裂施工過程中進行暫堵施工時暫堵轉(zhuǎn)向材料加入時機的確定方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

在多層儲層，較厚儲層或長水平井井段的油氣井中，一次壓裂酸壓的籠統(tǒng)施工僅能對某一部分儲層進行改造，因此需要分層或分段進行改造，以保證所有儲層層段得到有效改造。目前主要的方法有機械分割，使用暫堵球?qū)ι淇卓籽圻M行暫堵。但是，機械封隔操作復(fù)雜、耗時，對于高溫深井工具分層存在較多風(fēng)險。暫堵球暫堵工藝僅適用于射孔完井的油氣井。而對裂縫進行暫堵可以解決上述難題。雖然目前有很多對裂縫暫堵的材料，但是其加入時機的確定一直是一個難題。

CN101553552A和CN104727800A分別提供了一種暫堵轉(zhuǎn)向材料與使用方法，但均未涉及加入時機的確定。

CN107090282A提供了一種混合型暫堵劑及其暫堵劑混合物，暫堵方法和應(yīng)用。該方法僅針對其提供的凝膠混合體暫堵轉(zhuǎn)向材料的加入時機進行了說明。目前油氣井常用的暫堵轉(zhuǎn)向材料為暫堵顆粒和纖維，其加入時機優(yōu)化方法目前未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種二維多簇裂縫地質(zhì)模型及其構(gòu)建方法、暫堵轉(zhuǎn)向材料加入時機的確定方法與應(yīng)用。該暫堵轉(zhuǎn)向材料加入時機的確定方法準確度較高，實用性強，能廣泛應(yīng)用于油氣井的壓裂酸化施工中。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種二維多簇裂縫地質(zhì)模型的構(gòu)建方法，其包括：

步驟一，獲取目標區(qū)域的地質(zhì)參數(shù)，構(gòu)建地質(zhì)模型；

步驟二，在所述地質(zhì)模型的基質(zhì)單元間插入粘聚單元，采用分離-位移曲線描述裂縫的萌生和損傷，得到所述二維多簇裂縫地質(zhì)模型。

在本發(fā)明的具體實施方案中，步驟一中，所述地質(zhì)模型一般是由ABAQUS構(gòu)建的，該地質(zhì)模型是由有限元網(wǎng)格組成的有限元模型形式。構(gòu)建地質(zhì)模型采用的地質(zhì)參數(shù)一般包括最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力、孔隙壓力、楊氏模量、泊松比、三軸抗壓強度、暫堵前單簇射孔數(shù)、注入液粘度、巖石抗拉強度、巖石抗剪強度、滲透率、孔隙度、產(chǎn)層地層壓力、注入暫堵球數(shù)。

在本發(fā)明的具體實施方案中，步驟二一般包括在所述地質(zhì)模型的基質(zhì)單元件插入粘聚單元(所述粘聚單元構(gòu)成粘聚區(qū)模型)，確定粘聚單元的損傷形式(表征裂縫的萌生)、損傷演化規(guī)律和流體在粘聚單元的流動規(guī)律(表征裂縫的損傷演化)，得到所述二維多簇裂縫地質(zhì)模型。

在本發(fā)明的具體實施方案中，步驟二中，一般是采用最大名義應(yīng)力準則作為粘聚單元的裂縫初始判斷準則，即當(dāng)最大名義應(yīng)力比達到1時，損傷開始，所述損傷形式的表達式為：

其中，t_n、t_s、t_t分別是粘聚單元法向的名義應(yīng)力、第一切向的名義應(yīng)力和第二切向的名義應(yīng)力，單位為Pa；是粘聚單元法向的臨界名義應(yīng)力、第一切向的臨界名義應(yīng)力和第二切向的臨界名義應(yīng)力，單位為Pa；是MacAuley算子，表示為：