[发明专利]一种水平井分段压裂簇射孔方案优化方法

说明书

本发明公开了一种水平井分段压裂簇射孔方案优化方法。通过该方法，可以建立一种同时考虑储层地质甜点和工程甜点的综合可压性指数模型，利用该模型确定储层的甜点位置和脆塑性，按照主裂缝随机性延伸原则，结合诱导应力及孔眼摩阻综合确定最优的簇长及簇数。本发明能够降低形成无效和低效裂缝的风险，可以为水平井分段压裂簇射孔方案的设置提供精确的指导，优化结果可极大增加改造体积、明显改善施工效果，从而获得最大的经济效益。

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种水平井分段压裂簇射孔方案优化方法。

背景技术

簇射孔方案设计在水平井分段压裂设计中至关重要。它不仅关系到裂缝的起裂位置及裂缝条数的判断，也关系到相邻裂缝是否存在渗流干扰和应力干扰的判断，最终影响到裂缝改造体积及压后效果。

国外典型的页岩气水平井簇射孔长度0.3～0.6m、簇间距5～30m，3～10簇/段。随着井工厂压裂技术的推广应用，井间距由500～600m降低到80～150m，每段压裂的簇数也由2～3簇上升到5～10簇，因此可将储层彻底“打碎”，储层改造体积较国内目前水平大幅升高。虽然钻井数量及压裂段数的提高会增加成本费用，但是随着井工厂单平台井数的增多(国外一个平台可达50多口井)，作业效率得以大幅提高，钻完井及压裂工序间无缝衔接，各种入井液可重复利用，并且单段压裂规模逐渐减少，平均单井费用会大幅下降。同时，簇间距的降低增加了缝间的应力干扰，多井同步压裂或拉链式压裂施工模式进一步加剧了缝间应力干扰，形成复杂裂缝的概率也得以大幅提升。国外资料显示，井工厂压裂的单井产量可比常规的单井压裂模式提高18％左右。因此，井工厂压裂模式的投入产出比具有极大优势。此外，随着射孔簇数的增加，提出了在射孔眼及裂缝近井筒处进行暂堵的“宽带”压裂技术，以增加其它簇裂缝起裂的可能性，确保水平井裂缝有效改造体积的最大化。

国内典型的页岩气水平井射孔簇长为1～1.5m甚至2m以上，每段2～3簇。早期一般采取沿水平井筒均匀布簇的方法。最近随着对储层非均质性认识程度的提高，非均匀布簇更为常见。但是，目前国内的簇射孔存在以下问题：

1、目前的射孔位置确定方法，无效和低效的裂缝比例偏高

已有的压后产气剖面结果显示，1/3的射孔簇裂缝贡献75％的产气量，另外1/3的簇裂缝贡献25％的产气量，剩下的1/3为无效射孔簇。换言之，低效或无效的簇射孔数占据总射孔簇的2/3左右。国外也基本存在同样的问题。究其原因在于储层的强非均质性，依靠水平段有限的测井数据难以准确地把握储层的双甜点指标。如果能找到确定双甜点的有效方法，在保证压裂效果的同时，可以节约一半以上的压裂费用，有利于实现页岩气压裂降本增效的目标。

2、簇间距普遍偏大

簇间距一般为20-30m，与国外相比高3-4倍。虽然理论上20-30m可以产生诱导应力干扰效应(诱导应力差高于原始水平应力差)，但是这种计算的距离是最佳簇间距的上限，实际上簇间距越小裂缝越易转向。并且目前诱导应力的计算模型一般以线弹性力学为基础，针对粘土含量高的碎屑岩或页岩，所计算的诱导应力传递距离偏大，但是目前这种误差无法有效消除。

3、单簇的射孔长度(简称簇长)普遍偏大