[发明专利]一种致密砂岩加砂压裂用液强度设计方法

权利要求书

1.一种致密砂岩加砂压裂用液强度设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1将整体施工对象分为若干个设计对象，对每一个设计对象分别进行建立裂缝拟三维延伸模型，每个裂缝拟三维延伸模型的建立过程如下所示：

针对单独的设计对象，收集其储层参数与工程设计参数，所述储层参数包括三向主应力、储层厚度、孔隙度、泊松比，所述工程设计参数包括水平井方位角、井斜角、射孔孔径、射孔密度、设计施工排量；

根据设计对象的储层参数与工程设计参数，进行拟三维裂缝延伸计算，得到设计对象的裂缝拟三维延伸模型，所述拟三维裂缝延伸计算的过程中包括计算压裂液滤失系数；

S2当完成整体施工对象的所有设计对象的裂缝拟三维延伸模型的建立后，得到一系列设计规模、用液强度与缝长的相关性曲线，根据得到的用液强度与缝长的相关性曲线，优化设计合理的用液强度。

2.根据权利要求1所述的一种致密砂岩加砂压裂用液强度设计方法，其特征在于，根据设计对象的储层参数与工程设计参数，进行拟三维裂缝延伸计算的具体步骤为：

S11采用二维模型的方法计算某一时刻的假定长度；

S12沿裂缝的缝长方向，自裂缝的缝尖至缝口将裂缝分为N个裂缝单元；

S13对每一个裂缝单元i计算其综合滤失系数C_ai，根据缝高方程计算裂缝前缘净压；

S14迭代求解裂缝上高h_u(x)和下高h_l(x)；

S15计算x处的缝宽分布、管道形状因子；

S16求解连续性方程，确定流入该段裂缝的流量；

S17求解压降方程，确定下一段裂缝段净压；

S18判断此时计算的裂缝单元是否在缝口，若是，则进行下一步骤S19，若否，则重复步骤S13-S17；

S19将计算得到的缝口流量与所述设计施工排量进行对比，判断缝口流量与施工排量是否满足精度要求。

3.根据权利要求2所述的一种致密砂岩加砂压裂用液强度设计方法，其特征在于，所述综合滤失系数C_ai的获取方法为：

S A1将裂缝单元i处的滤失区划分M个滤失单元；

S A2根据经典滤失理论，计算裂缝单元i中的第j个滤失单元的受粘度控制的滤失系数C_avi，j为：其中Φ为孔隙度，K为渗透率，P_s为滤失区地层压力，μ_a为粘度；

S A3计算裂缝单元i中滤失区总压降ΔP_i，即ΔP_i＝P_fi-P_s＝∑ΔP_si,j；

S A4令根据条件各滤失单元滤失速度相等且等于总滤失速度，得其中C_avi为裂缝单元i处的综合受粘度控制的滤失系数；

S A5计算裂缝单元i处受地层流体压缩性控制的滤失系数C_aci为：其中C_d为地层流体压缩系数；

S A6采用分压降法甲酸裂缝单元i的综合滤失系数C_ai，即

4.根据权利要求2所述的一种致密砂岩加砂压裂用液强度设计方法，其特征在于，裂缝所述缝宽的总宽度W_r可以由以下各应力分量引起的裂缝宽度叠加得到：裂缝中心净压力形成的缝宽W₁分量、流体垂向流动摩阻压降产生的缝宽W₂分量、流体重力作用产生的缝宽W₃分量、地应力梯度形成的缝宽W₄分量、产层与盖层应力差形成形成的裂缝W₅分量、产层与底层应力差异形成的裂缝宽度W₆分量。

5.根据权利要求2所述的一种致密砂岩加砂压裂用液强度设计方法，其特征在于，所述管道形状因子由裂缝x处的裂缝上高h_u(x)、裂缝下高h_l(x)、裂缝高H、裂缝中心处半缝宽w(x，0，t)、裂缝缝高上任意点Z处的半缝宽w(x，z，t)、压裂液流态指数n计算得出。