[发明专利]基于裂缝扩展形态确定暂堵时机、优化暂堵材料用量的方法

说明书

本发明公开了一种基于裂缝扩展形态确定暂堵时机、优化暂堵材料用量的方法，涉及油气田增产改造领域。所述方法包括以下步骤：获取水平井分段多簇裂缝扩展模拟基础参数；开展模拟，获取每分钟的裂缝扩展形态云图(未采取暂堵措施)，确定裂缝扩展形态变化较大的时刻；根据射孔方案和暂堵方案初步设计，调整暂堵材料投放时机和用量优化方案的实施顺序和次数；开展缝口/缝内暂堵裂缝扩展模拟，获取每分钟的裂缝扩展形态云图；基于裂缝扩展形态确定暂堵球/暂堵剂最优投放时机和用量；根据缝内暂堵剂在复杂分支缝的沉降分布，排除主要在射孔簇附近沉降的裂缝扩展形态云图，进一步优化投放时机。本发明为优化暂堵材料投放时机和投放用量提供理论指导。

技术领域

本发明涉及油气田增产改造领域，具体涉及一种基于裂缝扩展形态确定暂堵时机、优化暂堵球个数和暂堵剂用量的方法。

背景技术

水平井体积改造已经成为页岩气实现有效开发的主体技术。体积改造的主要目的是增加远井裂缝复杂性。远井裂缝扩展形态主要受到远场应力、缝间应力干扰和天然裂缝影响。水平井分段多簇压裂利用簇间应力干扰的叠加与缝内转向技术提高了远井的裂缝复杂性，成为实现水平井体积改造的主要技术手段。

威远、长宁、泸州等主力页岩气开发区块为了进一步提高水平井体积改造效果，水平井压裂段长和射孔簇数不断增加，射孔簇间距不断减小，加剧了缝间应力干扰作用。为了实现各个射孔簇的充分起裂和有效扩展，可以投放暂堵材料对射孔孔眼和人工裂缝分别进行缝口暂堵和缝内暂堵，迫使未起裂射孔簇起裂并扩展，限制优势人工裂缝过度扩展，实现页岩气储层的充分体积改造。

目前暂堵材料投放时机和投放量主要依靠现场经验，缺乏理论优化和指导。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种基于裂缝扩展形态确定暂堵时机、优化暂堵球个数和暂堵剂用量的方法。

本发明是通过下述技术方案实现：

步骤1)获取水平井分段方案设计、射孔方案设计、储层物性资料、岩石力学资料、地应力资料、天然裂缝资料，提取水平井分段多簇裂缝扩展模拟基础参数。

步骤2)开展水平井分段多簇裂缝扩展模拟，获取每分钟的裂缝扩展形态云图(未采取暂堵措施)。

步骤3)分析未采取暂堵措施的裂缝扩展形态，排除裂缝扩展早期或裂缝扩展晚期形态相似的云图，确定裂缝扩展形态变化较大的时刻，筛选裂缝扩展形态云图(未采取暂堵措施)，计算在这些时刻下裂缝扩展均匀系数、各簇动态分配流量、裂缝扩展广义面积、裂缝扩展狭义面积占比，具体计算公式如下：

(1)

(2)裂缝扩展广义面积＝最大裂缝缝长×单段水平段长；

(3)裂缝扩展狭义面积占比＝裂缝扩展形态云图面积/裂缝扩展广义面积。

步骤4)根据射孔方案设计和暂堵方案初步设计，确定暂堵球初步投放个数、暂堵剂初步投放量、暂堵球和暂堵剂投放优先顺序、暂堵设计次数。

若未初步确定暂堵球投放个数，按照每段射孔孔眼总数的1/3～1/2确定。

下述步骤5)至步骤7)为暂堵球投放时机和投放个数优化技术方案。

下述步骤8)至步骤11)为暂堵剂投放时机和投放用量优化技术方案。

若初步确定暂堵球和暂堵剂投放优先顺序，则根据需求调整两套技术方案的实施顺序，实施第二套技术方案前需要输入第一套技术方案的暂堵球(暂堵剂)的投放时机和投放个数(投放用量)。

若初步确定暂堵设计次数，则根据需求增加两套技术方案的实施次数，实施下一套技术方案前需要输入上一套技术方案的暂堵球投放个数(暂堵剂投放用量)。