[发明专利]一种预测裂缝性储层多级压裂裂缝形态的方法

说明书

本发明公开了一种预测裂缝性储层多级压裂裂缝形态的方法，包括以下步骤：根据PKN裂缝形态，建立多级压裂裂缝形态预测模型；对所述多级压裂裂缝形态预测模型进行求解，得到裂缝长度、裂缝条数和裂缝生长速率，从而获得多级压裂裂缝形态。本发明通过能量守恒和物质平衡原理，利用等效简化的方法，对多级压裂裂缝形态进行预测，为体积压裂提供重要的技术支撑。

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种预测裂缝性储层多级压裂裂缝形态的方法。

背景技术

页岩气储存在含烃页岩中，以游离态、吸附态存在。页岩气储层面积分布、贯通性、厚度和开采稳定程度良好，这使其成为未来能源开发的热点。水平井+多级压裂技术是页岩气开发中核心关键技术，主要目的是改造储层。形成压裂改造的体积，提高内部裂缝密度和裂缝导流能力是改造储层的目的和关键。体积压裂的效果主要取决于其压裂改造的体积，以及反映其等效渗透率的内部裂缝密度和裂缝导流能力，而这与多级压裂裂缝的形态密切相关。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种预测裂缝性储层多级压裂裂缝形态的方法。

本发明的技术方案如下：

一种预测裂缝性储层多级压裂裂缝形态的方法，包括以下步骤：根据PKN裂缝形态，建立多级压裂裂缝形态预测模型；对所述多级压裂裂缝形态预测模型进行求解，得到裂缝长度、裂缝条数和裂缝生长速率，从而获得多级压裂裂缝形态。

作为优选，建立所述多级压裂裂缝形态预测模型时，设有如下假设：

(1)地层岩石为各向同性的连续弹塑体；

(2)地层岩石和流体均微可压缩，压缩系数为定值，忽略其随压力、温度的变化；

(3)裂缝形状为对称双翼椭球体裂缝；

(4)流体在裂缝中摩擦产生的热全部被被压裂液和地层吸收，且忽略其对温度环境的影响；

(5)不考虑滤失。

作为优选，所述多级压裂裂缝形态预测模型包括：

裂缝内部流体的压力能：

式中：

E_p为裂缝内部流体的压力能，J；

n为射孔簇裂缝分支数目，无量纲；

p为裂缝内部平均流体压力，MPa；

V为裂缝体积，m³；

x为裂缝平均长度，m；

w为裂缝分支的平均宽度，m；

h为裂缝分支的平均高度，m；

流体流动的动能：

式中：

E_k为流体流动的动能，J；

ρ为带有支撑剂的液压流体在地层条件下的密度，kg/m³；

t为泵入时间，s；

岩石的弹性能：

式中：

E_c为岩石的弹性能，J；

α为裂缝尖端塑性压力系数，无量纲；

σ_h为最小水平应力，MPa；