[发明专利]一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法

权利要求书

1.一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)建立渗流-应力-断裂损伤耦合的裂缝起裂及动态扩展计算方法；(2)根据油气藏的地层分层和储层物性，初选压裂层段；(3)建立储层水力压裂模型，以水力裂缝在储层内部扩展为判据，优选第一层压裂参数；(4)采用第一层压裂参数，计算上部层段裂缝形态；(5)以上下层裂缝不串通为判断标准，计算不同隔层厚度下上部层段的裂缝形态，确定可阻挡上下层裂缝串通的隔层厚度；(6)确定最终的压裂层段，优化上部层段的施工参数。该方法考虑直井分层压裂时先起裂裂缝对后起裂裂缝的应力干扰，避免上下层段水力裂缝的串通，可最大化发挥各层段的生产能力。

2.根据权利要求1所述的一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：

考虑储层岩石在水力压裂过程中的渗流-应力耦合，以及压裂液在裂缝内的径向流动和法向滤失，再根据断裂与损伤力学理论确定裂缝的起裂及动态扩展准则，采用有限元、离散元、边界元或位移不连续等方法，建立基于渗流-应力-断裂损伤耦合的裂缝起裂及动态扩展计算方法。

3.根据权利要求1所述的一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

根据油气藏地质特征资料，评价含油气砂体平面展布情况以及含油气层段储层厚度，通过层间资料，分析地层小层划分情况以及层间地应力分布情况，确定地层分层特征，依据钻井、录井资料以及测井获得的储层特征及含油气性相关评价资料，分析储层段岩性、厚度及泥质含量、含油气性，同时获得储层的孔隙度、渗透率、含水饱和度等参数，考虑分层压裂水力裂缝动态扩展以及分层压裂施工工艺特征，初步确定压裂选层方案。

4.根据权利要求1所述的一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：

根据地层的分层特征和所述步骤(2)中初步确定的压裂选层方案，建立储层水力压裂裂缝起裂与动态扩展的渗流-应力-断裂损伤耦合模型，采用所述步骤(1)中建立的裂缝起裂及动态扩展计算方法，计算不同施工参数下分层压裂第一层压裂时水力裂缝扩展形态，以水力裂缝主要在储层内部扩展为判断依据，优选第一层压裂施工参数。

5.根据权利要求1所述的一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：

考虑先起裂裂缝对后起裂裂缝的应力干扰和第一层水力裂缝支撑缝宽，限制第一层水力裂缝两裂缝面的位移，采用所述步骤(3)优选的施工参数对第二层进行施工，计算第二层压裂时裂缝扩展形态。

6.根据权利要求1所述的一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤(5)包括：

根据所述步骤(3)、(4)的方法，采用所述步骤(3)优化的施工参数，计算不同隔层厚度下，分层压裂时隔层上下层裂缝扩展形态，以上下层裂缝不串通为判断标准，确定直井分层压裂隔层的最小有效厚度。

7.根据权利要求1所述的一种直井分层压裂层段优选及施工参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤(6)包括：

根据储层基本地质特征、测试资料、储层物性特征、隔层厚度、地应力特征及所述步骤(4)和所述步骤(5)的计算结果，确定最终的压裂层段，结合压裂现场施工条件以及施工特点，各层段采用相同的压裂液粘度，进一步优化第二层压裂施工参数，以确保第二层中水力裂缝主要在其内部扩展，以提高压裂效果。