[发明专利]页岩气地层压裂施工参数优化方法

说明书

本发明公开了一种页岩气地层压裂施工参数优化方法，包括：获取页岩压裂区块储层的地质参数、物性参数和压裂设计参数；建立页岩气水平井分段多簇压裂复杂缝网动态扩展模型；建立页岩气水平井压裂改造后单井产量计算模型；基于水平井压裂改造各项目所需的费用，建立页岩气水平井分段多簇压裂改造成本计算模型；结合缝网动态扩展模型、单井产量计算模型和压裂改造成本计算模型，计算不同压裂设计参数下页岩气水平井压裂改造后的生产净现值以对压裂设计参数进行优化。本发明提出的页岩气地层压裂施工参数优化方法其原理可靠，具备操作性与准确性，能够在给定基础参数的前提下对页岩气水平井压裂施工参数进行全井段优化。

技术领域

本发明涉及油气田增产改造领域，尤其涉及一种页岩气地层压裂施工参数优化方法。

背景技术

水力压裂是实现页岩油气、致密油气等非常规油气资源大规模开发的关键技术，地面泵注车组通过井筒向地层中注入工作流体，储层岩石在流体压力作用下发生破裂并产生人工裂缝，继续泵注携砂液体，最终在储层中形成具有高导流能力的填砂裂缝，有效改善储层的流动性，减小储层中流体介质流动的压差以及在多孔介质中的渗流距离，实现对非常规储层的改造，增加单井油气产量。

大规模体积压裂的效果决定了页岩气开采产量的高低，为保证较高的单井产量，需要对页岩储层进行充分的改造。在页岩储层中形成具有一定导流能力的复杂裂缝是高产的关键，要求在进行水平井段内多簇压裂时多裂缝能够有效起裂并均匀性扩展，有效沟通天然裂缝形成复杂的裂缝网络，这需要对页岩气水平井压裂施工参数进行优化设计。现场工程师常通过增加压裂液量与支撑剂量来加大压裂规模，以期获得页岩气井高产，导致储层改造程度与储层产能不匹配，导致大量资源浪费，增加了页岩气的开发成本，不符合页岩气“降本增效”的开采原则，这需要对压裂施工参数优化设计提出了更高的要求。

目前，国内在进行页岩气水平井压裂施工参数优化时主要集中于压裂裂缝扩展，强调裂缝的有效起裂与有效延伸，以水平井分段多簇压裂多裂缝的有效均匀延伸以及形成足够长和宽的裂缝目标，对压裂施工参数进行优化，未充分考虑压后渗流，缺乏对压裂施工的经济性评价，即从“增效(即加压裂施工的经济效应)”上对压裂施工参数进行优化，弱化了“降本(即降低页岩气的开发成本)”的目标。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种页岩气地层压裂施工参数优化方法，旨在。

为实现上述目的，本发明提供一种页岩气地层压裂施工参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取页岩压裂区块储层的地质参数、物性参数和压裂设计参数；

S2、建立页岩气水平井分段多簇压裂复杂缝网动态扩展模型；

S3、根据地质参数和压裂设计参数以及缝网动态扩展模型得到的压裂后裂缝几何参数，建立页岩气水平井压裂改造后单井产量计算模型；

S4、基于水平井压裂改造各项目所需的费用，建立页岩气水平井分段多簇压裂改造成本计算模型；

S5、结合缝网动态扩展模型、单井产量计算模型和压裂改造成本计算模型，计算不同压裂设计参数下页岩气水平井压裂改造后的生产净现值，以最大净现值对压裂设计参数进行优化。

优选地，所述地质参数包括：水平最大主应力、水平最小主应力、储层与隔层的应力差、储层应力梯度、岩石抗拉强度、杨氏模量、泊松比、岩石压缩系数、岩石密度、基质渗透率、基质孔隙度、含气饱和度、储层压力系数、储层温度、储层厚度、天然裂缝长度、天然裂缝方位角、天然裂缝抗剪强度、天然裂缝壁面摩擦系数、天然裂缝孔隙度、天然裂缝渗透率；

所述压裂设计参数包括：簇间距、射孔簇数、射孔直径、射孔数目、施工排量、压裂液粘度、施工规模。

优选地，所述S2具体包括：

S21、基于边界元方法建立裂缝扩展应力与位移之间的联系；