[发明专利]一种体积压裂设计方法及系统

说明书

本发明提供了一种体积压裂设计方法及系统，该方法包括：基于压裂多裂缝条件下的干扰应力场模型计算不同裂缝距离下的水平诱导应力，依据其结合设定条件确定裂缝间距参考值以及对应的施工排量；依据储层孔隙度、渗透率及压力波传播规律确定目标储层区域的有效渗流单元，分别建立三维立体压裂设计地质模型；进而基于所述压裂设计地质模型根据裂缝间距参考值确定各有效渗流单元的目标裂缝参数，以及与目标裂缝参数匹配的施工参数；最终按照获得的裂缝间距目标裂缝参数、施工排量和施工参数对目标储层区域实施分段压裂。采用本发明的技术方案扩展了压裂工艺的应用范围，适用性广，且能够保障压裂工艺的可靠性，有效提升储层产能。

技术领域

本发明涉及油气井压裂优化技术领域，尤其涉及一种体积压裂设计方法及系统。

背景技术

对于具备低孔低渗特征的储层，如致密砂岩气藏，一般须通过压裂改造才能建产，但常规压裂改造工艺技术形成的单一裂缝无法适用于低孔低渗的储层，因为不能有效扩大储层改造体积，导致增产幅度有限。

近年来，现有技术借鉴页岩气体积压裂工艺，采用体积压裂理念针对部分致密砂岩储层进行混合水体积压裂改造，取得了较好效果，但是该方法仅适用于天然裂缝发育、脆性指数较高(＞40)、水平应力差异系数小(＜0.2)的致密砂岩储层，因为该工艺的技术理念为基于缝内净压力与地层水平最大最小水平主应力差值关系，采用滑溜水、线性胶和交联液等不同类型的压裂液进行交替压裂作业，通过裸眼封隔器分段压裂或速钻桥塞分段压裂实现“大排量6.0-15.0m3/min、大液量(1000-1500m3/段)、大砂量(100-200t)、低砂比(0.2-22％)”的参数设计模式及施工方式，在形成复杂支缝及高导流主缝的同时开启天然裂缝并形成有效支撑，从而增加储层改造体积。但对于天然裂缝不发育、水平应力差异系数中等(0.4±)的非均质致密砂岩储层，仅依靠低粘液体、大排量提高净压力克服两向应力差异较为困难，难以实现体积压裂改造。目前的体积压裂工艺，针对的体积压裂影响因素下限较低，适用范围不广，分段压裂工艺裂缝复杂有效性偏低，因此，亟需一种合理的体积压裂设计方法，实现储层品质更低的致密砂岩气藏的有效动用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种体积压裂设计方法，在一个实施例中，所述方法包括：

步骤S1、基于压裂多裂缝条件下的干扰应力场模型计算不同裂缝距离下的水平诱导应力，依据其结合设定条件确定裂缝间距参考值以及对应的施工排量；

步骤S2、依据储层孔隙度、渗透率及压力波传播规律确定目标储层区域的有效渗流单元，并基于确定的各个有效渗流单元分别建立三维立体压裂设计地质模型；

步骤S3、基于所述压裂设计地质模型根据裂缝间距参考值确定目标储层区域各有效渗流单元的目标裂缝参数以及与所述目标裂缝参数匹配的施工参数；

步骤S4、按照已获得的目标裂缝参数、施工排量和施工参数对目标储层区域进行分段压裂。

在一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：

在所述步骤S4之前，根据所述施工排量对多种尺寸的油管和滑套进行施工预测及对比，将确定尺寸匹配的油管和滑套组成用于施工的分段管柱，且将其作为目标储层区域的压裂管柱和完井管柱。

在一个实施例中，所述方法还包括：

根据分段管柱及滑套的结构数据设计用于分段开启滑套的开启工具，以实现不限级数分段、已压裂段与待压裂段封隔作业和管柱全通径。

在一个实施例中，在步骤S1中，将基于压裂多裂缝条件下的干扰应力场模型计算的诱导应力作为原始水平地应力差值变化量，其中，所述干扰应力场模型包括目标储层区域在压裂多裂缝条件下不同裂缝距离的储层原始水平地应力差值和水平应力差异系数。

进一步地，在步骤S1中，结合设定条件确定裂缝间距参考值以及对应的施工排量的过程包括：