[发明专利]基于页岩地质-工程参数内转向压裂暂堵剂用量设计方法

权利要求书

1.基于页岩地质-工程参数内转向压裂暂堵剂用量设计方法，包括以下步骤：

步骤S10、获取目标页岩气储层的岩石力学参数、天然裂缝参数以及压裂参数；

步骤S20、制备实验测试岩板，再根据现场暂堵剂做暂堵压力测试实验并获得不同裂缝宽度下对应的暂堵剂与支撑剂用量数据、暂堵剂临界暂堵压力实验有效数据；

步骤S30、根据不同裂缝宽度下对应的暂堵剂与支撑剂用量数据、暂堵剂临界暂堵压力实验有效数据获得暂堵剂在不同裂缝宽度条件下的临界暂堵压力随暂堵剂用量变化曲线；

步骤S40、运用裂缝延伸理论，根据岩石力学参数和压裂参数计算页岩压裂水力裂缝最优暂堵位置的裂缝宽度；

步骤S50、运用岩石力学理论，根据天然裂缝参数计算分支裂缝起裂压力，即缝内临界转向压力；

步骤S60、根据页岩压裂水力裂缝最优暂堵位置的裂缝宽度与缝内临界转向压力计算结果，结合暂堵剂在不同裂缝宽度条件下的临界暂堵压力随暂堵剂用量变化曲线，确定页岩压裂现场暂堵剂用量。

2.根据权利要求1所述的基于页岩地质-工程参数内转向压裂暂堵剂用量设计方法，其特征在于，所述岩石力学参数包括页岩储层厚度、杨氏模量、泊松比；所述天然裂缝参数包括页岩地层天然裂缝倾角、逼近角、内聚力、摩擦系数；所述压裂参数包括压裂暂堵时间、压裂排量、压裂液粘度、射孔簇数。

3.根据权利要求1所述的基于页岩地质-工程参数内转向压裂暂堵剂用量设计方法，其特征在于，所述暂堵压力测试实验包括以下步骤：

步骤S21、将API标准导流室上下部分装上橡胶圈以密封导流室并将各部分按照要求组装好；

步骤S22、实验测试用的导流室内不装填任何样品，使用游标卡尺分别测量空导流室四角厚度，取其平均值为w₁；

步骤S23、将称量好的暂堵剂和支撑剂填入导流室内，暂堵剂铺置在导流室中间，支撑剂铺置在暂堵剂两侧，暂堵剂铺置厚度与石英砂厚度相同，后压入上盖板并对导流室进行密封处理，以保证导流室密封性；

步骤S24、将导流室移至实验测试平台，调整液压阀，压紧导流室，使用游标卡尺测量导流室四角厚度，取其平均值为w₂，从而获得暂堵剂裂缝宽度为w₂-w₁；

步骤S25、将安装好的导流室放入承压台并连接好相应管线，抽真空检测导流室密闭性；

步骤S26、调整压差表归零，装好位移计；

步骤S27、打开导流室温控开关及预热器加热导流室，待导流室温度升至地层温度时，关闭预热器；

步骤S28、打开驱替泵，调整泵注流量；记录驱替泵压力数据，测量暂堵剂的临界暂堵压力。

4.根据权利要求1所述的基于页岩地质-工程参数内转向压裂暂堵剂用量设计方法，其特征在于，所述步骤S40的具体过程为：

步骤S41、根据岩石力学参数与压裂参数，利用下式计算水力裂缝沿缝长方向的宽度剖面；

其中，

式中：w_hf为水力裂缝开度，m；x为水力裂缝长度方向坐标，m；t为压裂时间，s；L_hf为水力裂缝长度，m；Q为水力裂缝缝口流量，m³/s；Q_T为压裂总排量，m³/s；n_cl为射孔簇数，簇；G为地层岩石剪切模量，Pa；υ为地层岩石泊松比，无量纲；μ为压裂液黏度，Pa·s；h_hf为水力裂缝高度，m；E为地层岩石杨氏模量，Pa；

步骤S42、再根据水力裂缝沿缝长方向的宽度剖面和下式计算水力裂缝最优暂堵位置的裂缝宽度；

w_pg＝w_hf(0.5L_hf,t)

式中：w_pg为水力裂缝最优暂堵位置的裂缝宽度，m。