[发明专利]一种页岩油藏水力压裂支撑剂量的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程领域页岩油藏水平井分段压裂一种确定施工支撑剂用量的方法，以保证入地支撑剂能够有效支撑水力压裂作业形成的缝网系统，让支撑缝网系统成为原油流入井筒的高导流渗流通道，提高压裂增产效果。

背景技术

随着油气勘探开发的不断深入发展，页岩油、页岩气、致密气、煤层气等非常规油气资源展现出了巨大的勘探开发潜力，逐渐成为全球油气勘探开发的亮点。我国具有丰富的页岩油资源，2010年评价的页岩油资源量为11602×10⁸t，可采资源量达160×10⁸t（贾承造，郑民，张永峰，中国非常规油气资源与勘探开发前景[J]，石油勘探与开发，2012，39（2）：129-136）。

水平井分段体积压裂技术是页岩油藏勘探开发亟需的关键技术，是提高页岩油井产量和最终采收率的有效措施。页岩油藏的水平井分段压裂不同于常规油藏的水平井分段压裂。常规油藏水平井分段压裂是将改造层段进行分段，每段射孔一次，以一条主裂缝实现对储层基质的改善。页岩油藏水平井分段后，采用体积压裂技术，即：每段射孔多次（分簇射孔），采用高排量（大于10m³/min）、低粘压裂液（清水或者滑溜水），实现对天然裂缝、岩石层理的沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生裂缝上继续分枝形成二级次生裂缝，最终形成复杂的缝网系统；然后大量高压泵注带有支撑剂的混砂液，使缝网系统更加复杂化，同时在缝网系统中充填支撑剂；停泵后，由于支撑剂对缝网系统的支撑作用，从而让缝网系统成为原油高效渗流通道。体积压裂增大了储层基质与裂缝壁面的接触面积，提高了储层整体渗透率，实现了储层长宽高三维方向的全面改造。（吴奇，胥云，刘玉章等，美国页岩气体积改造技术现状及对我国的启示[J]，石油钻采工艺，2011，33（2）：1-7）。

页岩油藏不同于页岩气藏，由于原油粘度高，因此要求体积压裂形成的缝网系统具有较高的导流能力，支撑剂能否有效支撑缝网系统，形成较高的导流能力是影响压裂效果的关键。支撑剂量太少，进入缝网系统的支撑剂多数会嵌入缝网壁面，地层闭合后，每条裂缝的缝宽会减小，缝网不能实现有效支撑，严重降低了缝网系统的导流能力，原油很难通过缝网系统流入井筒，压后增产效果不理想；支撑量太大，不仅增加了施工风险，更增加了压裂的经济成本。目前国内页岩储层压裂支撑剂量的确定，主要根据国外页岩气水平井压裂施工经验确定（FU Yongqiang，XIAO Yongjun，CHEN Yuanlin，et al，Practicing and Learning of Shale Gas Staged Fracturing in Sichuan Basin-A Case for the W1 Horizontal Well，IADC/SPE15568）。目前还没有针对页岩油藏体积压裂特征和储层特征确定支撑剂量的方法，这样导致页岩油藏的体积压裂盲目采用大支撑剂量，压裂增产效果不理想，增加了压裂经济成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩油藏水平井分段压裂支撑剂量的确定方法。该方法首先应用地下油气渗流力学中的等效渗流原理，将缝网系统等效为高渗透率区域（即：高渗透带），建立缝网系统与支撑剂量关系的定量计算模型；然后，基于储层资料和油藏地质建模通用Petrel软件提供的地质模型，利用油藏数值模拟Eclipse软件优选高渗透带数量、体积和渗透率；最后，根据建立的缝网系统与支撑剂量关系的定量模型确定水平井体积压裂施工用的支撑剂量。

一种页岩油藏水力压裂支撑剂量的确定方法，包括下列步骤：

（1）根据等效渗流原理，建立缝网系统与支撑剂量关系的定量模型；

（2）基于储层流体高压物性资料、地层压力资料、岩石资料和油藏地质建模通用的Petrel软件提供的地质模型，利用油藏数值模拟通用的Eclipse软件优选高渗透带数量、体积和渗透率；

（3）根据步骤（2）优选的高渗透带数量、体积和渗透率，结合步骤（1）建立的模型确定页岩油藏水力压裂施工用的支撑剂量。

在本发明中，所述步骤（1）中建立缝网系统与支撑剂量关系的定量模型，包括下列内容：

以第n个缝网系统为例（图1），缝网系统中的流体向井筒中的渗流由基质渗流和裂缝渗流组成（图2）；不考虑裂缝与基质间的微观渗流，只考虑流体流动的宏观规律；假设缝网系统的渗流符合达西定律，近似为线性渗流，缝网空间完全由支撑剂充填。根据等效渗流原理将缝网系统等效为高渗透带，用高渗透带的数量、体积、渗透率表征缝网系统的数量、体积和渗透率。