[发明专利]一种体积压裂水平井开采页岩油的方法

权利要求书

1.一种体积压裂水平井开采页岩油的方法，其特征在于，该体积压裂水平井开采页岩油的方法包括：

步骤1，通过盒测法获得储层体积压裂后缝网的分形维数D和迂曲分形维数δ；

步骤2，对试验区的水平井进行射孔和压裂，使其生成垂直井筒的孔眼和压裂缝，并对试验区进行页岩油开采；

步骤3，确定出试验区压裂水平井多条裂缝共同作用时，试验区的产量；以及

步骤4，确定裂缝的有效渗透率k_n和基质-裂缝的等效渗透率k_e；

在步骤2中，确定试验区的压裂缝半长x_f、压裂缝间距x_d，按照所确定的压裂缝半长x_f、压裂缝间距x_d对试验区的水平井进行射孔和压裂，使其生成垂直井筒的孔眼和压裂缝；测量地层压力p_e，确定压裂水平井井底流压p_w，对试验区进行页岩油开采；

在步骤3中，确定出试验区页岩储层的单条裂缝的动用半径r_c、单条裂缝的控制区域形状和单条裂缝的控制区域面积s_f，以满足该试验区页岩油储层的有效动用；并由此确定出试验区压裂水平井多条裂缝共同作用时，试验区的产量Q_f；其中所述动用半径r_c满足如下公式：

其中r_w为井筒半径，r_e为井筒距边界距离；G为启动压力梯度，MPa/m；

在步骤3中，当水平井压裂裂缝为横向裂缝时，它的流动剖分为水平面内的地层向裂缝的椭圆流动和垂直平面内沿裂缝的线性流动，即外部流场与径向流动即内部流场组合，页岩油储层考虑启动压力梯度存在的影响，得到水平井压裂裂缝为横向裂缝时外部流场的产量：

式中：a表示压裂裂缝泄流形成椭圆长轴，m；x_f为水平井压裂裂缝半长，m；p_m1为椭圆渗流区边界处压力,MPa；k为基质渗透率，mD；μ为原油粘度,mPa.s；h油藏厚度，m；线性流动区产量：

式中：p_m2为裂缝渗流区边界处压力，MPa；k_f为裂缝渗透率,mD；w_f为裂缝宽度，m；径向流动区产量：

根据等值渗流阻力法，外部流场和内部流场串联供油，这时q₁＝q₂＝q₃＝q，交界面处压力相等，消去p_m1和p_m2，得到低渗透储层考虑启动压力梯度下水平井压裂为单条横向缝时产量公式：

在步骤4中，确定裂缝的有效渗透率k_n为：

式中：η⁰为裂缝深度,m，λ_a为裂缝的最大宽度，λ_i为裂缝的最小宽度，D是裂缝宽度分形维数，δ是迂曲分维；r_w为井筒半径，r_e为井筒距边界距离；

裂缝的体积系数f_n为圆管区域的裂缝体积V_f与圆管的总体积V_r之比,即：

式中：V_f为圆管区域的裂缝体积，m³；V_r为圆管的总体积，m³；r为圆筒半径，m，为裂缝平均宽度，m；

则基质-裂缝的等效渗透率k_e为：

k_e＝k_m(1-f_n)+K_nf_n

式中：k_m为基质渗透率,mD。

2.根据权利要求1所述的一种体积压裂水平井开采页岩油的方法，其特征在于，在步骤3中，当水平井压裂为多条横向裂缝时，如果多条裂缝泄流，各条裂缝形成的泄流区域不互相干扰，此时泄流的总流量为各条裂缝泄流量之和，由等值渗流阻力法及上面的分析得到低渗透储层考虑启动压力梯度存在下水平井压裂多条横向裂缝时的产量公式为：