[发明专利]一种页岩储层水平井暂堵压裂多裂缝竞争起裂预测方法在审

专利信息
申请号: 202210479954.X 申请日: 2022-05-05
公开(公告)号: CN114722682A 公开(公告)日: 2022-07-08
发明(设计)人: 李建雄;黎安庆;华文;刘丹;何世民;邓雨田;杨洋;刘杰 申请(专利权)人: 西昌学院;四川大学
主分类号: G06F30/23 分类号: G06F30/23;G06F111/10
代理公司: 四川北新律师事务所 51366 代理人: 谢宇
地址: 615000 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 页岩 水平 井暂堵压裂多 裂缝 竞争 预测 方法
【权利要求书】:

1.一种页岩储层水平井暂堵压裂多裂缝竞争起裂预测方法,其特征在于,具体包括:

建立由天然裂缝-水力裂缝-岩石基质组成的二维水平井压裂复杂缝网扩展模型;

基于水平井水力压裂裂缝扩展模型分析页岩储层压裂多裂缝竞争起裂及缝网扩展的影响因素,包括:裂缝簇间干扰应力的影响,主裂缝间距、主裂缝簇数量、水平应力差值;

分析得出多裂缝起裂顺序、缝网扩展复杂程度与储层水平地应力差值、主裂缝间距及主裂缝簇数量之间的关系;

将多裂缝起裂顺序、缝网扩展复杂程度与储层水平地应力差值、主裂缝间距及主裂缝簇数量之间的关系作为页岩储层水平井竞争起裂及复杂缝网扩展预测方法。

2.如权利要求1所述的一种页岩储层水平井暂堵压裂多裂缝竞争起裂预测方法,其特征在于,所述多裂缝起裂顺序、缝网扩展复杂程度与储层水平地应力差值、主裂缝间距及主裂缝簇数量之间的关系具体为:

主裂缝间距越小,缝间应力干扰的影响就越明显,主裂缝穿透天然裂缝扩展至地层深部的能力越弱,当缝间距大于40m时,缝网扩展不受干扰应力影响;

储层水平应力差值越大,主裂缝弯曲程度越低,穿透天然裂缝扩展至储层深部的能力越强,当应力差值大于8MPa时,主裂缝扩展几乎不受干扰应力影响;

主裂缝簇数量越多,应力干扰越强,主裂缝依次起裂,其起裂顺序为最外侧主裂缝优先起裂扩展,其次为中间裂缝,最后为次外侧裂缝扩展。

3.如权利要求1所述的一种页岩储层水平井暂堵压裂多裂缝竞争起裂预测方法,其特征在于,所述主裂缝簇间干扰应力的具体影响为:

在压裂初期,各主裂缝间干扰应力较小,各主裂缝均匀起裂扩展;

当主裂缝扩展一定长度时,干扰应力影响变大,若储层均质,中间裂缝首先被抑制,停止扩展,而两侧裂缝均匀扩展;

若储层不均质,各主裂缝受到干扰应力影响,依次竞争起裂,扩展顺序依次为两侧裂缝,中间裂缝,次外侧裂缝;

若主裂缝与天然裂缝相交,干扰应力会改变其相互作用方式,即在天然裂缝方向背离水力裂缝方向,水力裂缝更易穿透天然裂缝,相反在天然裂缝与水力裂缝方向相近时,水力裂缝更易打开天然裂缝,并沿天然裂缝方向扩展;

所述主裂缝间距的具体影响为:在4MPa的储层应力差下,主裂缝簇数为3簇时,当各主裂缝间距低于40m时,簇间距越小,缝间干扰应力影响越大,两侧裂缝会偏离中间裂缝扩展,而中间裂缝受到压制,导致其裂缝扩展深度明显低于两侧裂缝,裂缝形态更加曲折;当裂缝间距超过该阀值40m时,主裂缝间干扰应力的影响减弱,各主裂缝在每个暂堵阶段依次起裂,裂缝扩展深度及形态趋于一致;在裂缝平面内,干扰应力的影响会增大裂缝的扩展阻力,致使中间裂缝形态呈现短而宽,两侧裂缝呈现窄而长的形态。

所述水平应力差的影响为:在裂缝簇间距为20m,主裂缝簇数为3簇时,随着水平应力差值的增加,各主裂缝簇间的应力干扰减弱,裂缝偏转的概率降低,主裂缝更倾向于穿透天然裂缝,并沿水平最大主应力方向扩展。在不同应力差下,各簇裂缝起裂顺序不发生改变,主裂缝优先从两侧裂缝起裂,依次起裂中间裂缝及次外侧裂缝。

4.如权利要求1所述的一种页岩储层水平井暂堵压裂多裂缝竞争起裂预测方法,其特征在于,所述主裂缝簇数量的影响为:在一定的簇间距和水平应力差下,随着射孔簇数的增加,缝间应力干扰程度加剧,由于天然裂缝分布不均,各主裂缝间出现不同程度的偏离和相向扩展的现象;

当主裂缝相互靠近或联通时,其相对距离减小,干扰应力增大,缝间干扰增强,主裂缝靠近区域裂缝宽度减小,趋于闭合;

当主裂缝背离扩展时,缝间干扰减弱,主裂缝间趋于均匀扩展,扩展延伸阻力减小;

射孔簇数越多,所需暂堵次数越多,主裂缝扩展轨迹越复杂,裂缝网络系统越复杂。

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