[发明专利]一种针对天然裂缝发育储层水力压裂形成复杂缝网的排量优化方法

说明书

本发明公开了一种针对天然裂缝发育储层水力压裂形成复杂缝网的排量优化方法，根据岩石力学实验结果得到储层的应力参数和地质物性参数；根据储层发生破裂时，井底压裂液注入压力确定地层的破裂压力；根据岩心分析测试测得天然裂缝地层倾角求得破裂压力；根据孔隙流体的压力作用确定井周天然裂缝优先张开起裂的张开起裂压力；根据套管中流体在进入孔眼过程中所产生的阻力计算射孔摩阻损失；根据射孔设计参数确定射孔通道中的摩阻损失；然后确定压裂液高速流体作用在裂缝前端截面时产生的冲击力；最后得到压裂施工排量参数。本发明通过针对不同储层不同排量的选择可以对天然裂缝发育的储层进行有效改造，形成复杂缝网，改善增产改造效果。

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，特别涉及一种针对天然裂缝发育储层水力压裂形成复杂缝网的排量优化方法。

背景技术

水力压裂技术是油气藏增产改造的重要措施。而体积压裂是针对天然裂缝发育井的新型压裂改造技术。其原理是通过水力液压作用，使具有天然裂缝的地层破裂和延伸形成三维扩展的复杂裂缝，通过压裂液的压力传递作用，在单一裂缝脆弱面上产生诱导应力以改变最大与最小主应力分布，裂缝发生转向，与天然裂缝沟通形成网状裂缝结构，最终实现裂缝有效改造体积和改造效果的最大化，进而实现经济有效开发。

对天然裂缝发育的储层进行水力压裂的关键在于形成复杂缝网的储层改造空间，对于天然裂缝发育的储层，若要达到形成复杂裂缝网络的效果，对于施工排量的大小有着更高的要求，因为只有达到一定压力的施工排量才能在单一裂缝脆弱面上产生诱导应力以改变最大与最小主应力分布，裂缝发生转向，与天然裂缝沟通形成网状裂缝结构，

因此，有必要根据不同储层的岩石特性进行优化，得到压裂施工过程中相关施工参数，得到最优的施工排量，以达到沟通天然裂缝形成复杂缝网，提高油气增产改造的目的。

目前，国内外优化水力压裂施工参数的设计方法有很多，但是针对天然裂缝发育储层压后形成复杂裂缝网络的层段，从施工排量的角度优化设计水力压裂施工参数的理论还很少，无法满足当前现场施工设计需求，在压裂过程中无法有效打开储层岩石本体，对于天然裂缝沟通效率低，对油气藏增产改造效果差。

发明内容

为了克服现有技术中的不足之处，本发明提出一种针对天然裂缝发育储层水力压裂形成复杂缝网的排量优化方法，根据该方法获得的压裂施工参数，可以提高支撑剂铺置效率，改善增产改造效果。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：

一种针对天然裂缝发育储层水力压裂形成复杂缝网的排量优化方法，包括以下步骤：

步骤S10、选取合适的岩心，作为实验试件，对其进行室内测试，设计好力学参数后，进行包括渗透、压裂的实验，根据岩石力学实验结果，采集得到储层的应力参数和地质物性参数，所述参数具体包括最大水平主应力σ₁，最小水平主应力σ₂，地层孔隙压力p_p，孔隙度φ，泊松比ν，Boit系数δ，岩石三轴力学测试时破坏最大拉力P，天然裂缝地层倾角β；

步骤S20、根据从步骤S10中所采集到的储层发生破裂时井底压裂液注入压力，确定地层的破裂压力；

步骤S30、根据从步骤S10中以及前期从其他同区域采集的岩心分析测试测得天然裂缝地层倾角，求得天然裂缝剪切起裂所需的破裂压力，在计算过程中也会得到孔隙流体的压力；

步骤S40、根据从步骤S30得到的孔隙流体的压力作用确定井周天然裂缝优先张开起裂的张开起裂压力；

步骤S50、根据步骤S9所设计的射孔数及射孔参数确定射孔通道中的摩阻损失；

步骤S60、利用S50所得到的射孔通道中的摩阻损失，并根据动量定理反应的力对时间的累计效应确定压裂液高速流体作用在裂缝前端截面时产生的冲击力；