[发明专利]一种确定致密储层中多段压裂水平井最大裂缝间距的方法

说明书

本发明公开了一种确定致密储层中多段压裂水平井最大裂缝间距的方法，包括：将流体在非均匀体积压裂区域的流动视为一维流动，建立致密储层多段压裂水平井相邻主裂缝间的非均匀体积压裂区域渗流的物理模型；基于物理模型建立基于分形理论，描述致密储层多段压裂水平井体积压裂区域极限有效动用边界问题的稳态数学模型；求得稳态数学模型的解析解，确定主裂缝周围体积压裂区域的极限动用距离；确定致密储层多段压裂水平井最大裂缝间距为极限动用距离的二倍。本发明计算速度快，是解析解，弥补了现有计算致密储层非均匀体积压裂区域极限可动用距离方法的缺失，且区别于裂缝间距优化的数值模拟方法，对致密储层多段压裂水平井裂缝间距优化有重要意义。

技术领域

本发明涉及非常规致密油气藏水平井开发多段压裂增产工艺技术领域，特别涉及一种确定致密储层中多段压裂水平井最大裂缝间距的方法。

背景技术

致密储层超低的流度导致渗流存在很大的启动压力梯度，因为只有压力梯度大于启动压力梯度才能发生流体的流动，所以造成致密储层难以动用，必须采用水平井多段压裂技术进行人工造缝，从而形成缝网和孔隙的双重储渗空间，以实现经济开发。水平井多段压裂技术可以在储层形成大量的裂缝面，主裂缝周围的体积压裂区域的小裂缝密度随着与主裂缝距离的增加而逐渐减小，导致该区域的渗透率和孔隙度也会随之减小，称这个区域为非均匀体积压裂区域，用渗透率、孔隙度随着与主裂缝距离增大而减小的方程对非均匀性进行描述。储层中的渗流过程不稳定，储层压力梯度在不断变化，导致储层压力梯度等于启动压力梯度的边界会在空间中随时间的变化而移动。经过长时间的动边界移动后，由于致密储层能量的限制，启动压力梯度的存在会导致渗流最终到达一个极限的稳定状态，此时地层中的每个空间点的压力梯度都等于启动压力梯度，储层不再流动，动边界也停止移动到达一个极限的静止边界，此时这个边界即为极限可动用边界。主裂缝周围体积压裂区极限可动用距离的二倍即为最大裂缝间距，可以为水平井主裂缝的间距优化提供一些临界参考。

现在对于多段压裂水平井的裂缝间距优化方法的研究大都依赖于数值模拟方法，关于解析解的方法少之又少，并且都没有考虑体积压裂区域的非均匀性的影响。因此，建立稳态数学模型求得体积压裂区域的极限动用距离的解析解，从而计算出最大裂缝间距对致密储层多段压裂水平井的裂缝间距优化有重要的参考意义，可以弥补解析方法方面的空缺。

发明内容

本发明提供了一种确定致密储层中多段压裂水平井最大裂缝间距的方法，以弥补现有计算致密储层压裂最大裂缝间距方法的缺失。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种确定致密储层中多段压裂水平井最大裂缝间距的方法，所述确定致密储层中多段压裂水平井最大裂缝间距的方法包括：

将流体在非均匀体积压裂区域的流动视为一维流动，建立致密储层多段压裂水平井相邻主裂缝间的非均匀体积压裂区域渗流的物理模型；

基于所述物理模型，建立基于分形理论，描述致密储层多段压裂水平井主裂缝周围体积压裂区域极限有效动用边界问题的稳态数学模型；

求得所述稳态数学模型的解析解，确定主裂缝周围体积压裂区域的极限动用距离为：

其中，S_max为主裂缝周围体积压裂区域的极限动用距离；p_BHP为固定的生产压力；θ为分形指数；w_F为裂缝宽度；p_ini为初始地层压力；λ_F为主裂缝处的启动压力梯度；γ为表征储层应力敏感的模量；

确定致密储层多段压裂水平井最大裂缝间距为所述极限动用距离的二倍。

进一步地，基于所述物理模型，建立基于分形理论，描述致密储层多段压裂水平井主裂缝周围体积压裂区域极限有效动用边界问题的稳态数学模型，包括：