[发明专利]考虑应力干扰及压裂液滤失的致密油产能预测方法及系统

摘要

本发明公开了一种考虑应力干扰及压裂液滤失的致密油产能预测方法及系统，包括：获取基本参数；计算在致密油水平井多级压裂中，每级压裂缝产生的诱导应力对地应力造成的影响数据；在压裂施工后，计算在储层基质中的压裂液对储层基质孔隙压力的影响数据；计算应力干扰和滤失对人工裂缝尺寸的影响数据；计算应力干扰和滤失对人工裂缝渗透率的影响数据；构建致密油产能预测模型，获得致密油产能预测结果。

主权项

1.一种考虑应力干扰及压裂液滤失的致密油产能预测方法，其特征在于，包括：步骤1，获取基本参数；在步骤1中，获取的基本参数包括：获取压裂施工参数，包括：压裂液的注入量Q_l，人工裂缝的半长L，人工裂缝的高度h_f，压裂段数n，人工裂缝内的净压力Δσ_I，压裂液粘度μ_l；获取地层参数，包括：储层的孔隙度储层的渗透率k_m，储层厚度h，原始地层压力p_e，储层的杨氏模量E，储层的泊松比ν，最小水平主应力σ_h；步骤2，计算在致密油水平井多级压裂中，每级压裂缝产生的诱导应力对地应力造成的影响数据；在步骤2中，计算在致密油水平井多级压裂中，每级压裂缝产生的诱导应力对地应力造成的影响数据，包括：储层中由于水力裂缝的存在会使得原始地应力场发生改变，由于人工裂缝都是通过水平井筒进行压裂施工得到，只需要考虑沿着水平井方向的地应力改变；单条裂缝沿着水平井眼方向对储层就地应力场的改变为Δσ_xx，计算公式如下：其中，d_ij是计算点和第j条裂缝的距离；当进行水平井分段压裂的时候，沿着水平井筒方向会存在多条裂缝，这时在沿着水平井眼方向的某一位置地应力场改变为Δσ_x，计算公式如下：其中，Δσ_Ik是第k条裂缝的缝内净压力，h_k是第k条裂缝的缝高，d_ik是计算点和第k条裂缝的距离；步骤3，根据每级压裂缝产生的诱导应力对地应力造成的影响数据，在压裂施工后，计算在储层基质中的压裂液对储层基质孔隙压力的影响数据；在步骤3中，根据每级压裂缝产生的诱导应力对地应力造成的影响数据，在压裂施工后，计算在储层基质中的压裂液对储层基质孔隙压力的影响数据，包括：步骤31，在压裂施工中压裂液一部分存在于裂缝中，一部分滤失到了地层中，计算压裂液的滤失量的公式如下：V_l＝η×Q_l；其中，η是压裂液效率；步骤32，设压裂液沿着裂缝的滤失是均匀的，那么单位长度上的压裂液量为V_l，设单条裂缝压裂施工的时间为t₁，那么单条裂缝上压裂液注入造成的滤失面积是A_l，计算公式如下：r_e＝w_f+[‑Q/2+((Q/2)²+(P/3)³)^(1/2)]^(1/3)+[‑Q/2‑((Q/2)²+(P/3)³)^(1/2)]^(1/3)；A_l＝πr_e²+4r_eL；其中，K₀为储层原始渗透率，p₁为施工后的平均地层压力，α_m为储层基质的应力敏感系数，G为储层基质的启动压力梯度，C_t为储层综合压缩系数，w_f为考虑其他人工裂缝影响情况下的人工裂缝缝宽；步骤33，压裂液滤失范围内的压力分布；在距离人工裂缝x的位置上的油藏孔隙压力为p(x)，计算公式如下：其中，p为施工后的平均地层压力；步骤34，压裂液滤失造成的地层压力增加；压裂液进入基质孔隙会造成油藏孔隙压力增加，增加量Δp(x)计算公式如下：步骤35，压裂液滤失对地应力场的影响；在距离人工裂缝为x的位置储层的有效应力为p_a，计算公式如下：p_a＝σ_h+Δσ_x‑p(x)；步骤4，根据在储层基质中的压裂液对储层基质孔隙压力的影响数据，计算应力干扰和滤失对人工裂缝尺寸的影响数据；在步骤4中，计算应力干扰和滤失对人工裂缝尺寸的影响数据，包括：设置一目的裂缝，除该目的裂缝外的其他人工裂缝在地层中引起的诱导应力和压裂液滤失引起的孔隙压力变化，会附加在一起影响目的裂缝的裂缝宽度，根据线弹性力学，考虑其他人工裂缝影响情况下的人工裂缝缝宽为w_f，计算公式如下：其中，h_ξ为裂缝高度，p_f为人工裂缝内的压力；步骤5，根据应力干扰和滤失对人工裂缝尺寸的影响数据，计算应力干扰和滤失对人工裂缝渗透率的影响数据；在步骤5中，计算应力干扰和滤失对人工裂缝渗透率的影响数据，包括：压裂施工用支撑剂量恒定的情况下，人工裂缝缝宽的减小会造成人工裂缝内空间的缩小，从而影响人工裂缝内的渗透率，具有其他人工裂缝影响情况下的人工裂缝渗透率为k_f，计算公式如下：步骤6，根据应力干扰和滤失对人工裂缝尺寸的影响数据、应力干扰和滤失对人工裂缝渗透率的影响数据，构建致密油产能预测模型，获得致密油产能预测结果；在步骤6中，根据应力干扰和滤失对人工裂缝尺寸的影响数据、应力干扰和滤失对人工裂缝渗透率的影响数据，构建致密油产能预测模型，获得致密油产能预测结果，包括：步骤61，考虑基质启动压力梯度和应力敏感性的致密油基质泄油半径的计算模型为：r_e(t)＝w_f+[‑Q/2+((Q/2)²+(P/3)³)^(1/2)]^(1/3)+[‑Q/2‑((Q/2)²+(P/3)³)^(1/2)]^(1/3)；其中，q为油井产量；步骤62，由于致密油的开发需要通过人工压裂产生自然产能，因此近似认为致密油的开发中储层的有效动用范围主要集中在压裂液的滤失范围内，压裂液的滤失对该滤失范围内的孔隙压力增加量为p_e1，计算公式如下：其中，c_t为地层综合压缩系数；步骤63，在生产初期，为人工裂缝中流动，考虑压裂裂缝拟线性渗流和裂缝应力敏感的产能预测模型为：其中，w_f是裂缝的宽度，α_F是裂缝的应力敏感系数，k_i是基质渗透率，k_f是裂缝渗透率，p_w为井底流压，r_w为油井半径。