[发明专利]一种考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法

说明书

本发明公开了一种考虑岩石弹‑塑‑蠕变形的裂缝导流能力预测方法，包括以下步骤：收集整理支撑剂嵌入裂缝的基本参数；分别计算或测量弹性嵌入阶段、塑性嵌入阶段、以及蠕变嵌入阶段的支撑剂变形量及支撑剂嵌入裂缝深度；根据各阶段的所述支撑剂变形量与所述支撑剂嵌入裂缝深度，分别计算各阶段的剩余裂缝宽度；根据各阶段的所述剩余裂缝宽度，分别计算各阶段的裂缝导流能力。本发明能够准确计算裂缝导流能力，有利于对实践生产进行分析指导和水力压裂优化。

技术领域

本发明涉及油气藏开发技术领域，特别涉及一种考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法。

背景技术

我国含有丰富的非常规油气资源，但普遍开发难度大，产量较低。而水力压裂是一种针对非常规油气藏进行改造以提高产量的有效增产措施，水力压裂的目的是在地下建立一条供油气输运的高速通道，能否准确预测裂缝导流能力是水力压裂作业的关键。

我国页岩气含量十分丰富，页岩气开发已成为我国能源开发的主要领域。如图一所示，页岩气储层同常规砂岩储层相比含有大量的粘土矿物，岩石的蠕变性较强。在外界闭合压力的作用下，支撑剂逐渐嵌入岩层，支撑剂嵌入的过程就是岩石发生弹-塑-蠕变形的过程，当页岩发生蠕变变形时，应变会随时间的增大而不断增大，从而导致支撑剂不断嵌入岩层，裂缝宽度不断减小，直至闭合，从而导致导流能力降低，阻碍油气运输。目前裂缝导流能力预测模型研究现状主要有以下成果：

2015年,高长龙等人(高长龙,艾池,杨明.考虑支撑剂破碎的裂缝导流能力计算模型[J].当代化工,2015,44(05):1074-1075.)基于弹性力学和Hertz理论建立了支撑剂嵌入过程的裂缝宽度计算模型，通过对应的实验数据以及实例计算对支撑剂破碎率如何影响裂缝导流能力进行了归纳总结，提供了计算裂缝导流能力又一改进模型。

2016年，Awoleke等人(Awoleke O,Zhu D,Hill D.New propped-fracture-conductivity models for tight gas sands[J].SPE Journal,2016,21(05):1508-1517.)在支撑剂填充层存在损伤的情况下提出了一种纯经验模型和基于量纲分析和非线性回归的半经验模型，第二个模型比第一个模型更有广泛的应用，因为它不完全依赖于经验模型。这种模型可用于实际生产和油藏勘探，在考虑一定局限性的条件下，提供致密砂岩裂缝导流能力的初步估计。

2017年，Guo等人(Guo J,Wang J,Liu Y.Analytical analysis of fractureconductivity for sparse distribution of proppant packs[J].Journal ofGeophysics and Engineering,2017,14(03):599-610.)基于接触力学和Carman-Kozeny模型，在前人模型的基础上，研究了支撑剂均匀分布和离散分布对裂缝导流能力的影响。结果表示支撑剂之间的最佳距离能够保持支撑剂嵌入后的最大导流能力，最佳距离的变化主要由闭合压力、弹性模量和泊松比等因素决定，支撑剂浓度和孔隙弹性效应不会影响这个最佳距离。

上述裂缝导流能力预测模型均未考虑岩石的弹-塑-蠕变形对裂缝宽度变化的作用机理，导致裂缝宽度计算不准确，导流能力计算存在偏差。因此研究考虑岩石弹-塑-蠕变形对裂缝导流能力的影响，有利于对实践生产进行分析指导和水力压裂优化。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法，通过考虑岩石弹-塑-蠕变形，建立评价支撑剂嵌入的裂缝导流能力模型，通过所述模型预测裂缝的导流能力。

本发明的技术方案如下：

一种考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法，包括以下步骤：

收集整理支撑剂嵌入裂缝的基本参数；