[发明专利]一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法

说明书

本发明公开了一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法，包括以下步骤：S1采集基础岩石力学参数、最小水平地应力参数及压裂施工工程参数值；S2建立多射孔簇位置压裂裂缝扩展模型，模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态；S3模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布和多簇裂缝扩展均匀程度指标定量表征；S4建立段内多簇压力和流量分配关系及无磨蚀条件分簇限流布孔数优化模型；S5设计射孔孔眼磨蚀情况下的分簇限流布孔数；S6验证分簇限流布孔优化后裂缝扩展效果。本发明能有效避免无效射孔簇的产生，提高多簇压裂井的射孔簇效率。对科学设计致密油气藏分簇限流布孔优化设计方案、高效经济开发致密油藏具有重要意义。

技术领域

本发明涉及石油与天然气开发技术领域，尤其涉及一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法

背景技术

我国致密油气藏勘探开发潜力巨大，段内多簇布孔数对多簇裂缝延伸和储层改造有重要影响。当前水平井多段压裂逐渐发展成为密集分段多簇压裂，通过不断减小射孔簇间距密集切割进而增大多簇压裂改造体积。而密集切割易造成压裂段中各射孔簇位置的起裂裂缝后并非同时扩展，部分裂缝起裂后过早停止延伸，使得射孔簇位置无法形成有效延伸裂缝或裂缝宽度不足，导致支撑剂运移过程中造成砂堵，无法有效支撑裂缝，这都极大的制约了压裂完井的射孔簇效率。而分簇限流射孔可以有效减缓诱导应力场在密集间距下的负面效应，促使射孔位置延伸出的压裂缝尽可能均匀向地层深部扩展，孔眼摩阻可以平衡簇间诱导应力干扰应力，且当射孔簇压降与簇间裂缝的诱导应力大小在相近的数量级别时，多簇裂缝延伸形态较均匀。

因此，当前通过段内分簇限流布孔合理优化较小间距下的多簇裂缝扩展形态变的尤为重要。

然而在当前针对分簇射孔参数的研究中仍未充分讨论射孔参数优化工程实践方法：(1)通过分簇限流射孔来维持簇间应力差异下多簇均匀进液量仍然缺乏合理的分簇限流布孔的定量优化方法。分簇限流射孔或是极限限流射孔等工艺来促进多簇裂缝同时起裂延伸，且现场可操作性强，但当前针对分簇限流射孔只有定性认识，即在同一压裂级内，中部少布孔，两边相对多布孔的布孔方式，或采用整体降低段内各簇布孔数的方式，然而都缺乏合理的定量优化设计方法。(2)仅针对等间距布簇模式下的分簇限流布孔数优化，分簇限流射孔簇参数优化时未考虑各射孔簇间原地应力的差异，未能考虑多簇裂缝延伸对诱导应力场影响、以及原地应力与诱导应力共同作用下的簇间裂缝扩展的影响。

发明内容

为了解决射孔参数优化工程中缺乏合理的定量优化设计方法，未考虑各射孔簇间原地应力的差异，未能考虑多簇裂缝延伸对诱导应力场影响、以及原地应力与诱导应力共同作用下的簇间裂缝扩展的影响的问题，本发明提供一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1采集基础岩石力学参数、最小水平地应力参数及压裂施工工程参数值；

S2建立多射孔簇位置压裂裂缝扩展模型，模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态；

S3模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布和多簇裂缝扩展均匀程度指标定量表征；

S4建立段内多簇压力和流量分配关系及无磨蚀条件分簇限流布孔数优化模型；

S5设计射孔孔眼磨蚀情况下的分簇限流布孔数；

S6验证分簇限流布孔优化后裂缝扩展效果。

进一步的，所述步骤S4中，分簇限流设计射孔孔眼无磨蚀射孔数目设计包括：

利用射孔簇位置的射孔孔眼摩阻来调整局部限流摩阻平衡多簇裂缝间的应力差异造成的多簇进液量不均匀的影响；

较短簇间距时忽略井筒摩阻，裂缝诱导后的最小水平地应力差值等于孔眼摩阻之差。

进一步的，所述步骤S4中，分簇限流设计射孔孔眼无磨蚀射孔数目设计包括：

射孔孔眼摩阻表示为：