[发明专利]一种优化致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发领域的压裂改造，更具体涉及到用于优化致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的方法。

背景技术

水平井分段压裂是开发致密气藏的有效措施。水力压裂是一种通过向地层注入高压流体在大于地层吸液能力情况下使地层破裂；随后注入含有支撑剂的混砂液，促使裂缝进一步延伸到储层深部；施工结束后，由于支撑剂对裂缝壁面的支撑作用，使得裂缝面不会完全闭合而仍然保持一定的导流能力。这些具有导流能力的裂缝确保储层油气能够畅流，从而使得油气井获得增产和提高采收率；通过优化致密气藏压裂水平井裂缝的导流能力能够显著提高致密气藏压裂水平井的产量。

目前常用的优化致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的方法是：首先建立压裂水平井产量计算模型；然后基于建立的压裂水平井产量计算模型，在给定储层基本参数、气体参数、水平井参数以及裂缝参数的条件下，模拟不同裂缝导流能力下的压裂水平井产量；最后按照模拟的一定时间下累计产量来优选裂缝导流能力。准确优选致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的关键是建立正确的压裂水平井产量计算模型。目前，有关压裂水平井产量计算的模型大致可分为两类：一类是采用商用数值模拟软件，对水平井压裂形成多条裂缝的产量预测进行计算分析(周竹眉,郎兆新.水平井油藏数值模拟的有限元方法[J].水动力学研究与进展A辑.1996,11(3):261-270；张学文,方宏长,裘亦楠,等.低渗透油藏压裂水平井产能影响因素[J].石油学报,1999,20(4):51-54)。另一类是采用解析计算方法，根据源汇的思想，将致密气藏压裂水平井气体的流动过程分为储层渗流和裂缝内流动两个阶段，分别建立起相应的数学模型描述其流动过程；然后耦合气体在储层渗流和裂缝内流动的方程，求解致密气藏压裂水平井的产量和优选裂缝的导流能力。其求解的基本过程包括五个基本步骤：

第一步：将压裂水平井裂缝单翼平均分成长度相等的线汇，每一个线汇的生产可以近似处理成一口直井的生产，利用叠加原理，建立起多个线汇同时生产时在裂缝尖端产生的压力降落(Aissa Zerzar.Interpretation of Multiple Hydraulically Fractured Horizontal Wells in Closed Systems[R]SPE 84888,2003；曾凡辉,郭建春,赵金洲,等.影响压裂水平井产能的因素分析[J].石油勘探与开发,2007,34(4):474-477；孙海,姚军,廉培庆,等.考虑基岩向井筒供液的压裂水平井非稳态模型[J].石油学报,2012,33(1):117-122)。

第二步：求解气体在裂缝内流动的压降方程。目前对于气体在裂缝内的流动，要么是处理成沿缝长方向导流能力恒定不变的微型平面径向流(曾凡辉,郭建春,赵金洲,等.影响压裂水平井产能的因素分析[J].石油勘探与开发.2007,34(4):474-477；孙海,姚军,廉培庆,等.考虑基岩向井筒供液的压裂水平井非稳态模型[J].石油学报,2012,33(1):117-122)，要么是处理成沿缝长方向导流能力恒定不变的平板流动模型(Gringarten,A.C.,Ramey,H.I.Jr.,Raghavan,R.Unsteady State Pressure Distributions Created by a Well with a Single Infinite-Conductivity Vertical Fracture[J]:SPEJ,1974:347-60)。

第三步：利用气体在储层渗流和裂缝内流动时满足压力相等、流量连续的基本原则，建立起含有以各线汇产量为变量、并且与总线汇数个数相等的致密气藏压裂水平井产量方程，由于方程的个数与线汇产量的变量个数相等，可以封闭求解得到各个线汇的产量。

第四步：将各线汇的产量进行累加，得到整个压裂水平井的产量。

第五步：通过改变压裂水平井的裂缝导流能力分布，对比不同裂缝导流能力分布下的压裂水平井裂缝产量分布和累计产量，优化压裂水平井的裂缝导流能力。

目前这些方法优化致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的方法具有以下显著缺点：