[發明專利]用于儲層的單段多簇均勻起裂的優化方法

在審

• 申請號: 202110821671.4
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN115637969A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 馬俊修;承寧;何小東;陳進;于會永;陳昂;石善志;王松;周福建;李明輝;李秀輝;梁天博
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B49/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李薈萃

本發明提供了一種用于儲層的單段多簇均勻起裂的優化方法。優化方法包括：確定目標儲層的地質力學參數和總液體注入量；確定目標儲層的各改造段內的簇數，確定每個裂縫單元的壓力P_i和液體流量q_i的流量獲取步驟；根據裂縫的應力變化、流量分配以及射孔效應建立應力數學模型，計算每個裂縫單元的切向位移D_s和法向位移D_n的位移計算步驟；將上述徑向位移D_n和切向位移D_s分別與預設初始值進行比較的比較步驟；如果滿足收斂條件，則以當前的徑向位移D_n和切向位移D_s進行壓裂，如果不滿足，則重復執行所述流量獲取步驟和所述位移計算步驟。本發明的技術方案的用于儲層的單段多簇均勻起裂的優化方法可以實現段內各簇裂縫均勻穩定擴展。

技術領域

本發明涉及油氣田儲層增產改造技術領域，具體而言，涉及一種用于儲層的單段多簇均勻起裂的優化方法。

背景技術

非常規油氣藏具有致密低孔低滲特性，采用常規增產改造工藝無法獲得有效增產效果，必須對儲層進行水平井鉆井配合多級裂縫分割，改善儲層的滲流條件，增大儲層內流體與水力裂縫的接觸面積，從而獲得高效經濟增產效果。橋塞射孔分段壓裂技術是實現水平井多級壓裂的有效方式，通常采用橋塞封隔器封隔待壓裂儲層，同時通過射孔槍在待改造段內形成多簇射孔簇，隨后注入高壓流體在儲層中同時形成多條水力裂縫。該方法現場可操作度高、增產效果好，已在國內外得到廣泛應用。近些年由于國際油價和壓裂成本的影響，多級壓裂改造逐漸發展為段內裂縫數更多、裂縫間距更近的精細化切割改造方式，它的難點在于如何經濟有效的實現段內各簇裂縫均勻穩定擴展。

目前關于水平井段內均勻改造壓裂的設計存在一定的缺陷，例如通過限流法壓裂設計裂縫均勻擴展時沒有考慮射孔的沖蝕效應；考慮多裂縫的同時擴展時沒有裂縫與裂縫間的應力干擾和流量分配，這使得多裂縫同時擴展過程中部分裂縫擴展無法準確預測，裂縫理論擴展情況與實際裂縫擴展存在很大差異。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種用于儲層的單段多簇均勻起裂的優化方法，以實現段內各簇裂縫均勻穩定擴展。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于儲層的單段多簇均勻起裂的優化方法，優化方法包括：確定目標儲層的地質力學參數和總液體注入量；確定目標儲層的各改造段內的簇數，確定每個裂縫單元的壓力P_i和液體流量q_i的流量獲取步驟；根據裂縫的應力變化、流量分配以及射孔效應建立應力數學模型，計算每個裂縫單元的切向位移D_s和法向位移D_n的位移計算步驟；將上述徑向位移D_n和切向位移D_s分別與預設初始值進行比較的比較步驟；如果滿足收斂條件，則以當前的徑向位移D_n和切向位移D_s進行壓裂，如果不滿足，則重復執行流量獲取步驟和位移計算步驟。

進一步地，優化方法還包括計算向量x^T＝[D_n D_s q_i P_i]，位移計算步驟包括以下步驟：計算矩陣M；計算殘差f^RD，f^FF；根據dx_k＝-M^-1f(x)，計算更新x_k： x_k+1＝x_k+dx_k；其中，矩陣M由以下公式計算得出：