[发明专利]确定压裂层段射孔簇开启顺序及开启效率的方法

说明书

本发明公开了一种确定压裂层段射孔簇开启顺序及开启效率的方法，包括如下步骤：压裂层段各射孔簇摩阻计算：包括压裂施工过程中井筒沿程摩阻、孔眼摩阻、近井弯曲摩阻的计算；系统水动力平衡数学建模：在现场实际排量条件下，应用各簇摩阻计算方法获取沿井筒至缝内水动力压力分布，根据施工总排量守恒，考虑各簇流量与压力相互耦合作用，由系统摩阻与缝内压力平衡关系研判各射孔簇能否有效开启及开启顺序；射孔簇开启顺序及开启效率研判解释：应用系统水动力平衡数学模型判断射孔簇开启顺序及开启效率。本发明能够对储层应力非均质条件下各簇裂缝开启顺序及开启效率进行有效判断。

技术领域

本发明涉及一种确定压裂层段射孔簇开启顺序及开启效率的方法，属于非常规油气藏增产改造技术领域。

背景技术

页岩油气资源的有效开发离不开压裂增产作业，压裂效果的好坏直接影响产能建设的成败，如何有效研判压裂射孔簇的成功开启与否及开启顺序是当前压裂工程亟需解决的客观难题，根据研判结果采取适宜的优化措施以提高改造效果对提升页岩气开发效益具有重要意义。

目前，页岩压裂工艺主要以桥塞射孔联作+微地震现场监测解释为主，不同区域射孔簇数存在较大差异。在北美已大规模开展段内16-25簇射孔试验，在我国川南及昭通地区已开展5-11簇矿场先导试验，微地震监测结果显示压裂事件点几乎全覆盖分段段长，部分层段甚至存在不同程度的重复覆盖。

因此，依靠微地震监测很难有效分辨各个射孔簇是否有效开启以及它们的开启次序。经检索发现，目前现有技术暂无对压裂射孔簇的开启与否及开启次序进行研判的相关方法或措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种确定压裂层段射孔簇开启顺序及开启效率的方法。本发明充分考虑压裂施工过程中井筒沿程摩阻、孔眼摩阻、近井弯曲摩阻及储层应力等影响因素，应用压裂层段流体水动力平衡及施工总排量守恒，考虑缝内流体质量与压力相互耦合作用，对储层应力非均质条件下各簇裂缝开启顺序及开启效率进行有效判断。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种确定压裂层段射孔簇开启顺序及开启效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、压裂层段各射孔簇摩阻计算：包括压裂施工过程中井筒沿程摩阻、孔眼摩阻、近井弯曲摩阻的计算；

b、系统水动力平衡数学建模：在现场实际排量条件下，应用各簇摩阻计算方法获取沿井筒至缝内水动力压力分布，根据施工总排量守恒，考虑各簇流量与压力相互耦合作用，由系统摩阻与缝内压力平衡关系研判各射孔簇能否有效开启及开启顺序；

c、射孔簇开启顺序及开启效率研判解释：应用系统水动力平衡数学模型判断射孔簇开启顺序及开启效率。

所述步骤a中，从第(i-1)簇到第(i)簇在施工过程的井筒沿程摩阻计算公式为：

其中，Re为雷诺数，其计算公式为：

所述步骤a中，第i簇孔眼摩阻计算公式为：

所述步骤a中，第i簇近井扭曲摩阻计算公式为：

其中，相邻两簇井筒沿程摩阻p_f((i-1)i)；第i簇孔眼摩阻p_pf(i)；第i簇近井扭曲摩阻p_nf(i)；携砂液密度ρ；每簇流量q(i)；近井扭曲系数K_nwb；套管内径d；流体粘度μ；井口压力P(0)；静液压力P_H(i)；注入总流量q(0)；总簇数n；每簇孔眼数N_i；相邻两簇孔眼测深h_MD((i-1)i)；流量系数C_d＝0.85；孔眼直径d_h；上述各参数均是矿场单位制。