[发明专利]一种陆相页岩储层无限级压裂工艺优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种陆相页岩储层无限级压裂工艺优化方法及系统，包括：确定研究区块的陆相页岩的岩性和陆相页岩储层的层面弱面属性；根据陆相页岩的岩性和陆相页岩储层的层面弱面属性建立陆相页岩储层模型；对陆相页岩储层模型施加不同压裂工艺施工参数后，利用三维离散格子法分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得出不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果；对比不同压裂工艺施工参数下的所述射孔压裂数值模拟结果和所述无限级压裂数值模拟结果确定无限级压裂工艺最优方案，能够提高陆相页岩储层改造效果，进而提高油气开发的效果。

技术领域

本发明涉及油气开发技术领域，特别是涉及一种提高陆相页岩储层改造效果的无限级压裂新工艺优化方法及系统。

背景技术

多级压裂技术具有作业时间短、压裂效率高、节省成本、降低环境污染等优势。传统桥塞射孔压裂工艺压裂层位不准，周期长，入井施工次数多，射孔起裂效率难以保证。因此，国内现多采用裸眼分段滑套压裂技术进行多级压裂作业。该技术利用套管注入压裂液，借助水泥环和堵塞器实现层间封隔，通过投球打开压裂滑套实施压裂施工，储层改造均匀度高。然而，此技术中套管及投球尺寸会限制压裂的级数，且层位定位仍不明确，无法检测到各层位压力。渤海湾盆地沧东凹陷孔二段陆相页岩储层岩性复杂多样，层理发育程度高且储层应力非均质性强。开采前期阶段采用水平井分段多簇射孔完井、密切割压裂工艺对陆相页岩储层进行体积压裂改造。现场压裂施工后，声发射监测结果显示射孔起裂效率低，裂缝扩展差异大，难以形成复杂缝网。对此，本发明提供一种提高陆相页岩储层改造效果的无限级压裂新工艺优化方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种陆相页岩储层无限级压裂工艺优化方法及系统。在不同施工参数下，利用三维离散格子法分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，对比不同施工参数下的无限级压裂数值模拟，并结合射孔压裂数值模拟结果得出最优的无限级压裂工艺方案，能够解决常规压裂工艺的射孔起裂效率低，裂缝扩展差异大，难以形成复杂缝网问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种陆相页岩储层无限级压裂工艺优化方法，包括：

确定研究区块的陆相页岩的岩性和陆相页岩储层的层面弱面属性；所述陆相页岩的岩性包括纹层状长英质页岩和层状灰云质页岩；所述陆相页岩储层的层面弱面属性包括层理缝抗拉强度与抗剪强度；

根据所述陆相页岩的岩性和所述陆相页岩储层的层面弱面属性建立陆相页岩储层模型；

对所述陆相页岩储层模型施加不同压裂工艺施工参数后，利用三维离散格子法分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得出不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果；所述压裂工艺施工参数包括起始裂缝开度、压裂施工簇数与簇间距、压裂液黏度压裂泵注排量；所述射孔压裂数值模拟结果和所述无限级压裂数值模拟结果均包括各簇平均破裂压力、各簇诱导应力、压裂裂缝有效占比、各簇改造体积均匀度和平均储层改造体积；

对比不同压裂工艺施工参数下的所述射孔压裂数值模拟结果和所述无限级压裂数值模拟结果确定无限级压裂工艺最优方案。

可选的，所述利用三维离散格子法分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得出不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果，具体包括：

以岩石颗粒为节点，以岩石颗粒之间的接触为节点间的弹簧；流体单元位于出现拉剪破坏的所述弹簧的中心，所述流体单元之间通过流体管道连接，构建出三维离散格子模型；

利用所述三维离散格子模型分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得到不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果；所述三维离散格子模型包括固体力学模型和流体流动模型；所述固体力学模型和所述流体流动模型之间存在流固耦合过程。