[發(fā)明專利]一種頁巖儲層重復(fù)壓裂應(yīng)力-裂縫重定向模擬方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111590983.5
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114266204A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃靜;武新民;米中榮;趙星;李鑫;張文中;汪偉光;孫振龍;李揚;王鍵;徐濤;孫寶;羅毅
• 申請（專利權(quán)）人: 成都北方石油勘探開發(fā)技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F119/14
• 代理公司: 成都行之智信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51256
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種頁巖儲層重復(fù)壓裂應(yīng)力?裂縫重定向模擬方法及系統(tǒng)，通過建立水力裂縫隨機擴展與裂縫形變應(yīng)力場模型，實現(xiàn)復(fù)雜裂縫形態(tài)下裂縫形變誘導(dǎo)應(yīng)力場模擬和非均勻應(yīng)力場條件下水力裂縫隨機擴展模擬，進(jìn)一步建立流?固耦合的水平井滲流模型，實現(xiàn)頁巖儲層“初次壓裂裂縫擴展?初次壓裂后生產(chǎn)?重復(fù)壓裂裂縫擴展?重復(fù)壓裂后生產(chǎn)”的全過程模擬，不僅能用于頁巖氣重復(fù)壓裂應(yīng)力?裂縫重定向模擬，也可用于基于產(chǎn)能的頁巖氣重復(fù)壓裂時機優(yōu)選、選井選層和優(yōu)化設(shè)計等數(shù)值等，從而提高頁巖氣重復(fù)壓裂工藝的適應(yīng)性，降低現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險，也有利于提高或者恢復(fù)頁巖氣井產(chǎn)能，提高儲層最終采收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種頁巖儲層重復(fù)壓裂應(yīng)力-裂縫重定向模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

先期頁巖氣勘探開發(fā)過程中，由于對儲層的認(rèn)識存在局限和偏差，可能導(dǎo)致壓裂井優(yōu)化設(shè)計和工藝實施與儲層地址條件不匹配，造成儲層改造不充分，壓裂初期效果差或者壓后產(chǎn)量遞減快；與此同時，隨著生產(chǎn)過程中水力裂縫導(dǎo)流能力的損失也限制了氣體的采出，降低了頁巖氣藏最終采收率。

針對上述問題，業(yè)內(nèi)提出了頁巖氣水平井重復(fù)壓裂技術(shù)，即以化學(xué)暫堵或者機械封隔等技術(shù)封堵，進(jìn)行二次壓裂，實現(xiàn)重構(gòu)縫網(wǎng)，擴大改造區(qū)域，提高縫網(wǎng)負(fù)載程度的目的，以此提高或者恢復(fù)頁巖氣井產(chǎn)能，提高儲層最終采收率。相較于部署加密井而言，頁巖氣水平井重復(fù)壓裂技術(shù)不僅可以減少子母井間裂縫與生產(chǎn)干擾，而且更具有減少30％～40％的新井鉆挖成本的優(yōu)勢。

然而，現(xiàn)有的頁巖氣水平井重復(fù)壓裂技術(shù)仍處于探索與試驗階段，采用現(xiàn)有的頁巖氣水平井重復(fù)壓裂技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場施工時會面臨工藝適應(yīng)性差和作業(yè)風(fēng)險高的問題。

有鑒于此，特提出本申請。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：采用現(xiàn)有的頁巖氣水平井重復(fù)壓裂技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場施工時會面臨工藝適應(yīng)性差和作業(yè)風(fēng)險高的問題，目的在于提供一種頁巖儲層重復(fù)壓裂應(yīng)力-裂縫重定向模擬方法及系統(tǒng)，通過建立水力裂縫隨機擴展與裂縫形變應(yīng)力場模型，實現(xiàn)復(fù)雜裂縫形態(tài)下裂縫形變誘導(dǎo)應(yīng)力場模擬和非均勻應(yīng)力場條件下水力裂縫隨機擴展模擬，進(jìn)一步建立流-固耦合的水平井滲流模型，實現(xiàn)頁巖儲層“初次壓裂裂縫擴展-初次壓裂后生產(chǎn)-重復(fù)壓裂裂縫擴展-重復(fù)壓裂后生產(chǎn)”的全過程模擬，從而形成一套完整的頁巖氣水平井重復(fù)壓裂技術(shù)用于頁巖氣重復(fù)壓裂工藝流程分析，降低作業(yè)風(fēng)險。

在模擬過程中重復(fù)壓裂前應(yīng)力場和新裂縫重定向問題進(jìn)行分析。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一方面，本發(fā)明提供一種頁巖儲層重復(fù)壓裂應(yīng)力-裂縫重定向模擬方法，包括以下步驟：

建立水力裂縫隨機擴展模型，初始化模型參數(shù)；根據(jù)所述水力裂縫隨機擴展模型和所述模型參數(shù)進(jìn)行初次水力裂縫隨機擴展模擬，獲得初始裂縫形態(tài)；

針對所述初始裂縫形態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)裂縫導(dǎo)流能力損失評價實驗，獲得實驗結(jié)果；所述實驗結(jié)果包括：支撐裂縫寬度與有效閉合應(yīng)力的關(guān)系和支撐裂縫導(dǎo)流能力損失與有效閉合應(yīng)力的關(guān)系；

根據(jù)所述實驗結(jié)果進(jìn)行重復(fù)壓裂前總應(yīng)力場模擬，獲得初始閉合裂縫形變誘導(dǎo)應(yīng)力和儲層生產(chǎn)誘導(dǎo)應(yīng)力；所述初始閉合裂縫形變誘導(dǎo)應(yīng)力和所述儲層生產(chǎn)誘導(dǎo)應(yīng)力線性疊加為重復(fù)壓裂前總應(yīng)力場；

在所述重復(fù)壓裂前總應(yīng)力場中，根據(jù)所述水力裂縫隨機擴展模型進(jìn)行重復(fù)壓裂裂縫擴展模擬，得到頁巖儲層重復(fù)壓裂應(yīng)力-裂縫重定向模擬結(jié)果。