[發(fā)明專利]一種暫堵轉(zhuǎn)向裂縫的預(yù)測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110642217.2
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113987965B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾凡輝;張宇;張薔;郭建春;柯楊;王文博
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;E21B49/00;G06F113/08;G06F119/14
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本發(fā)明公開了一種暫堵轉(zhuǎn)向裂縫的預(yù)測方法及裝置，見圖1，包括：收集計算所需基本參數(shù)；通過位移不連續(xù)法，建立水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場模型，計算任意位置的位移和應(yīng)力分量；計算水力裂縫和地層流體壓力變化產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力，疊加原地應(yīng)力、所述水力裂縫和所述地層流體壓力變化產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力得到暫堵裂縫壁面應(yīng)力分布參數(shù)；計算暫堵劑形成暫堵墻的封堵摩擦強度和封堵剪切強度，選取堵摩擦強度和封堵剪切強度中的較小值作為暫堵劑承壓能力強度；計算暫堵裂縫周向應(yīng)力，比較暫堵裂縫周向應(yīng)力與極限周向應(yīng)力的大小，進行暫堵轉(zhuǎn)向裂縫預(yù)測。該方法可用于研究暫堵裂縫轉(zhuǎn)向的技術(shù)原理、模擬典型壓裂井組的暫堵裂縫擴展軌跡，并優(yōu)化裂縫以及施工參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油天然氣工程領(lǐng)域，尤其涉及一種暫堵轉(zhuǎn)向裂縫的預(yù)測方法 及裝置。

背景技術(shù)

重復(fù)壓裂是低滲油氣藏常用的增產(chǎn)技術(shù)之一，通過對已壓裂過的油氣層進 行再次壓裂，提高縫網(wǎng)的復(fù)雜程度，增大泄油面積。由于低滲透儲層非均質(zhì)性 嚴重、層間滲透率非均質(zhì)性強，常規(guī)重復(fù)壓裂只是延伸原有老裂縫，裂縫所控 制的泄油區(qū)內(nèi)的原油采出程度高，但泄油區(qū)外的大量剩余油動用程度較低，增 油效果差。暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)是油氣藏比較新起的增產(chǎn)、增注措施，在現(xiàn)場施 工中主要應(yīng)用于重復(fù)壓裂中縫內(nèi)多分支縫壓裂及近井筒暫堵轉(zhuǎn)向壓裂。

暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)通過向地層內(nèi)注入暫堵劑形成致密暫堵層，暫時封堵高 滲層，增加高滲區(qū)域滲流阻力，迫使工作液轉(zhuǎn)向壓裂低滲層，實現(xiàn)儲層的均勻 改造。現(xiàn)場壓裂試驗表明，暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)對老井進行改造可以取得很好效 果，已經(jīng)被各大油田廣泛應(yīng)用。該工藝能否成功的關(guān)鍵就是判斷水力裂縫在壓 裂過程中，通過加入暫堵劑后是否會重新起裂新的裂縫。

然而，該壓裂工藝對水力裂縫轉(zhuǎn)向規(guī)律的影響機理尚不明確，目前的研究 主要集中在暫堵轉(zhuǎn)向壓裂施工工藝、封堵劑材料優(yōu)選、轉(zhuǎn)向壓裂裂縫擴展軌跡 等方面，對轉(zhuǎn)向壓裂裂縫起裂機理的研究較少，降低了分支縫壓裂的成功率。 因此，對重復(fù)壓裂井進行應(yīng)力場及轉(zhuǎn)向可行性研究，并優(yōu)化裂縫及施工參數(shù)， 有針對性的實施重復(fù)壓裂轉(zhuǎn)向是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種暫堵轉(zhuǎn)向裂縫的預(yù)測方法及 裝置。

為達到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。

一種暫堵轉(zhuǎn)向裂縫的預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

收集計算所需基本參數(shù)；

通過位移不連續(xù)法，建立水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場模型，計算任意位置的位移 和應(yīng)力分量；

計算水力裂縫和地層流體壓力變化產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力，疊加原地應(yīng)力、所述 水力裂縫和所述地層流體壓力變化產(chǎn)生的誘導(dǎo)應(yīng)力得到暫堵裂縫壁面應(yīng)力分布 參數(shù)，所述暫堵裂縫壁面應(yīng)力分布參數(shù)包括正應(yīng)力和剪應(yīng)力；

考慮暫堵裂縫轉(zhuǎn)向角度，計算得到轉(zhuǎn)向角度方向的暫堵裂縫壁面上的應(yīng)力 分布參數(shù)；

計算暫堵劑形成暫堵墻的封堵摩擦強度和封堵剪切強度，選取堵摩擦強度 和封堵剪切強度中的較小值作為暫堵劑承壓能力強度；

計算暫堵裂縫周向應(yīng)力，比較暫堵裂縫周向應(yīng)力與極限周向應(yīng)力的大小， 進行暫堵轉(zhuǎn)向裂縫預(yù)測。

進一步地，計算所需基本參數(shù)包括儲層參數(shù)、壓裂參數(shù)、暫堵劑參數(shù)。

進一步地，所述儲層參數(shù)包括原始地層壓力、儲層滲透率、儲層孔隙度、 地應(yīng)力、巖石力學(xué)參數(shù)，所述壓裂參數(shù)包括裂縫尺寸參數(shù)、壓裂液參數(shù)，所述 暫堵劑參數(shù)包括暫堵段長度、暫堵位置、擴展步長。

進一步地，所述計算暫堵劑封的堵摩擦強度和封堵剪切強度還包括：

暫堵劑中使用纖維材料時，考慮纖維材料增加的暫堵劑封堵剪切強度。

進一步地，所述進行暫堵轉(zhuǎn)向裂縫預(yù)測還包括：