[发明专利]通道压裂选井选层及动态参数优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油与天然气开发技术领域，特别是涉及到一种通道压裂选井选层及动态参数优化设计方法。

背景技术

在常规压裂方法的支撑剂充填层中，支撑剂颗粒都互相接触，流体流动局限于支撑剂颗粒之间的孔隙。高速通道压裂技术(Hiway Channel Fracturing)由斯伦贝谢公司于2010年设计研发并推出的新工艺技术，该技术通过支撑剂不均匀铺置，建立开放通道网络，这时导流能力不受支撑剂渗透性的影响，油气不通过充填层，经由高导流通道进入井筒，不连续支撑剂充填层中，支撑剂不再是作为导流介质，而是作为支撑柱防止周围的通道壁发生断裂。高导流通道压裂采用添加纤维压裂液或自聚性支撑剂，结合脉冲式加砂工艺，实现支撑剂团在裂缝内呈一定间距分布，裂缝由“面”支撑变为“点”支撑，实现开放的网络通道，提高有效缝长，减少支撑剂和压裂液用量。

与传统压裂技术相比，高速通道压裂的优点明显。其从根本上改变裂缝导流能力，使其具有较好的压裂液返排能力(降低缝内伤害)，裂缝压力损失较小(降低人工举升成本)，并得到更长的裂缝有效半长，减少清水和支撑剂用量，适用面较广。随着通道压裂技术的兴起，通道压裂技术的工艺设计及参数优化逐渐受到关注。为此我们发明了一种新的通道压裂选井选层及动态参数优化设计方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过修正Halliburton通道压裂选井选层模型与适用准则、寻找脉冲段塞比与通道铺砂比之间的联系，来实现通道压裂技术的优化设计的通道压裂选井选层及动态参数优化设计方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：通道压裂选井选层及动态参数优化设计方法，该通道压裂选井选层及动态参数优化设计方法包括：步骤1，搜集目标井的地层地质资料；步骤2，建立通道压裂选井选层模型；步骤3，提出通道压裂可行性判断准则；步骤4，根据选井选层模型，利用地质资料及支撑剂物性参数计算目标井的通道压裂可行性系数；步骤5，根据可行性准则，判断目标井的通道压裂可行性；步骤6，基于工艺特征建立加砂液柱、中顶液柱与支撑剂分布之间的联系；步骤7，给出中顶时间与加砂时间的合理比例，从而优化压裂工艺。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，初选通道压裂目标井，搜集目标井的地层地质资料。

在步骤1中，搜集的目标井的地层地质资料为各目标井地质资料及所用支撑剂物性参数，包括闭合压力、地应力、岩石弹性模量、岩石泊松比、支撑剂泊松比、缝宽和陶粒。

在步骤2中，考虑闭合压力、地层弹性模量、支撑剂弹性模量和支撑剂排列方式这些影响因素，对通道压裂选井选层模型进行修正。

在步骤2中，建立的通道压裂选井选层模型为：

其中，Ratio'为修正后的通道压裂可行性系数，无量纲；v₁为岩石泊松比，无量纲；E₁为岩石弹性模量，MPa；v_g为支撑剂填充层泊松比，无量纲；v₂为支撑剂泊松比，无量纲；E₂为支撑剂弹性模量，MPa；R为支撑剂颗粒粒径，m；k_t为排列模式因子，无量纲；σ为地应力，MPa；σ_h为压裂裂缝闭合应力，MPa。

在步骤3中，综合考虑支撑剂的各排列模式，在通道压裂适用准则的基础上确定修正后的通道压裂可行性判断准则。

在步骤3中，确定的修正后的通道压裂可行性判断准则为：

Ratio'>320：地质力学性质好，较为适合通道压裂；

220≤Ratio'≤320：地质力学性质一般，可以进行通道压裂；

Ratio'<220：地质力学性质差，不能进行通道压裂；

其中，Ratio'为修正后的通道压裂可行性系数，无量纲。

在步骤4中，将地质资料及支撑剂物性这些参数代入经修正的通道压裂选井选层模型，计算目标井的通道压裂可行性系数。

在步骤5中，将所得的目标井通道压裂可行性系数范围与修正后的通道压裂适用准则进行对比，判断目标井的通道压裂可行性。