[发明专利]水平井多簇射孔压裂裂缝条数的判断方法及系统

说明书

公开了一种水平井多簇射孔压裂裂缝条数的判断方法及系统。该方法可以包括：根据裂缝长度、裂缝高度与裂缝间距，确定PKN裂缝形态；根据PKN裂缝形态，计算裂缝扩展能量；根据裂缝扩展能量，计算注入能量，进而判断裂缝条数。本发明通过解析的方法，计算驱动水力裂缝扩展的注入能量，精确获取裂缝数量与形态。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，更具体地，涉及一种水平井多簇射孔压裂裂缝条数的判断方法及系统。

背景技术

水平井多簇射孔分段压裂技术已经在致密砂岩、页岩等非常规油气藏开发中广泛应用，相应的水平井分段压裂设计中最重要参数为段内多簇射孔形成的最终裂缝条数、裂缝几何形态，因为其关系到最优的压裂段间距、射孔簇数目、孔眼数目以及相应的施工参数。但目前为止，水平井单个压裂段内多个射孔簇究竟能够形成多少裂缝的问题一直是困扰压裂设计人员的一个难题。

水平井长井段多簇射孔分段压裂涉及到多条裂缝的同时扩展，设计人员希望多簇射孔能够形成多条等长度的裂缝，从而实现储层的均匀改造，但实际上这种情况很难达到，因此，需要进行严格的分析计算，确定最优化设计。对于水平井段内多簇射孔复杂裂缝参数与施工参数间的关系，前人做了很多数值模拟方面的研究，包括有限元模型、离散缝网模型、边界元模型、非常规模型等，研究学者主要有Olson、Meyer、Dahi等，但这些方法一般都需要划分网格，模拟过程复杂，计算工作量大，运算速度慢，耗时长(几小时到几天)，数值结果难以收敛，不但对设计人员的专业水平要求较高，且对储层特征资料要求较多，所以不太适合于工程上的快速设计应用。因此，有必要开发一种水平井多簇射孔压裂裂缝条数的判断方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种水平井多簇射孔压裂裂缝条数的判断方法及系统，其能够通过解析的方法，计算驱动水力裂缝扩展的注入能量，精确获取裂缝数量与形态。

根据本发明的一方面，提出了一种水平井多簇射孔压裂裂缝条数的判断方法。所述方法可以包括：根据裂缝长度、裂缝高度与裂缝间距，确定PKN裂缝形态；根据所述PKN裂缝形态，计算裂缝扩展能量；根据所述裂缝扩展能量，计算注入能量，进而判断所述裂缝条数。

优选地，所述裂缝扩展能量为：

P_growth＝P_u+P_c+P_f+P_int (1)

其中，P_growth表示裂缝扩展能量，P_u表示岩石增加的能量释放率，P_c表示裂缝尖端破裂需要的能量，P_f表示裂缝内流体流动损失的能量，P_int表示裂缝间相互作用的诱导应力。

优选地，所述岩石增加的能量释放率为：

其中，L为裂缝长度，H为裂缝高度，Y为裂缝内净压力，W为裂缝宽度，k为高度指数特征值，m为长度指数特征值，t为时间。

优选地，所述裂缝尖端破裂需要的能量为：

其中，L为裂缝长度，H为裂缝高度，k为高度指数特征值，m为长度指数特征值，t为时间，K’为裂缝断裂韧性，E’为岩石杨氏模量。

优选地，所述裂缝内流体流动损失的能量为：

其中，L为裂缝长度，H为裂缝高度，Y为裂缝内净压力，t为时间，R_w为井筒半径，b(j)为指数特征值，F为特征函数，j为整数变量。