一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法、装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法、装置及应用，一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，包括：获取或计算裂缝损失程度；计算加砂量；所述加砂量=（2×设定裂缝半长×设定裂缝高度×裂缝宽度）/（1‑所述裂缝损失程度）；所述低应力为小于4Mpa的应力。以解决在油井压裂过程中，由于分支缝的存在，按照原有的双翼对称单一裂缝设计方法，裂缝长度达不到设计要求的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法、装置及应用
本专利技术涉及采油工程领域，具体说是一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法、装置及应用。
技术介绍
在压裂规模设计上，目前采用国内外成熟的对称单一裂缝延伸模拟使用的二维裂缝延伸模型，按照两翼对称垂直单一缝进行压裂规模设计及加砂量设计。但是对龙虎泡油田以往压裂监测结果进行了分析，发现其裂缝形态复杂，从6口井17个层微地震监测结果看，有12个层存在支缝，比例占为70.6％，并且裂缝均为非两翼对称的复杂裂缝。监测结果表明，由于支缝的存在，按单一的平面对称双翼裂缝设计方法，裂缝长度达不到设计要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法、装置及应用，以解决在油井压裂过程中，由于分支缝的存在，按照原有的双翼对称单一裂缝设计方法，裂缝长度达不到设计要求的问题。通过室内实验测定储层岩石力学参数和原始应力数据，并开展物模实验，给出优化方法，实现储层充分改造的目的。第一方面，本专利技术提供一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，包括：获取或计算裂缝损失程度；计算加砂量；所述加砂量＝(2×设定裂缝半长×设定裂缝高度×裂缝宽度)/(1-所述裂缝损失程度)；所述低应力为小于4Mpa的应力。优选地，所述裂缝宽度为水力压裂的裂缝宽度。优选地，所述水力压裂的裂缝宽度为0.005m。优选地，所述裂缝损失程度＝(设定裂缝长度-实际裂缝长度)/设定裂缝长度。第二方面，本专利技术提供一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算装置，包括：存储器和处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序为如上述一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：计算裂缝损失程度；加砂量＝(2×设定裂缝半长×设定裂缝高度×裂缝宽度)/(1-所述裂缝损失程度)；所述低应力为小于4Mpa的应力。第三方面，本专利技术提供一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法在油井压裂过程的应用，包括：如上述一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法；或如上述一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算装置。本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术提供一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法、装置及应用，建立一种新的低应力差垂直裂缝压裂加砂计算方法，实现设计裂缝符合程度，确保压裂效果。。附图说明通过以下参考附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法的流程图；图2是本专利技术实施例一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法中不同水平应力差与裂缝损失程度关系曲线；图3是为未经过本专利技术一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法优化的原压裂裂缝示意图；图4是本专利技术实施例一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法的压裂裂缝示意图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是值得说明的是，本专利技术并不限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本专利技术。此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本专利技术的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。本专利技术提供一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，根据压裂垂直裂缝的体积，计算支撑剂的用量，具体涉及裂缝缝长、裂缝缝高、裂缝缝宽，实现压裂增油工艺技术。图1是本专利技术实施例的一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法的流程图。如图1所示，一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，包括：步骤S101获取或计算裂缝损失程度；步骤S102计算加砂量；所述加砂量＝(2×设定裂缝半长×设定裂缝高度×裂缝宽度)/(1-所述裂缝损失程度)；所述低应力为小于4Mpa的应力。在图1中，所述裂缝宽度为水力压裂的裂缝宽度。所述水力压裂的裂缝宽度为0.005m。在图1中，所述裂缝损失程度＝(设定裂缝长度-实际裂缝长度)/设定裂缝长度。具体地说，通过测定储层岩石的杨氏模量、泊松比、抗压强度、抗张强度力学参数，并测定储层的水平最大主应力、水平最小主应力和垂向应力大小及方向，制作人工岩芯，开展模拟储层水力压裂实验，依据在不同应力差下试验所测得的实际裂缝缝长数据，与设定裂缝缝长进行对比，确定不同应力差下的裂缝损失程度，并绘制裂缝损失程度与应力差的关系曲线，建立考虑裂缝损失程度的低应力差垂直裂缝加砂量计算方法，优化压裂方案。裂缝受到应力差的影响形成复杂裂缝，按原单一的平面对称双翼裂缝设计方法进行设计，压裂规模不能达到设计要求。为此，考虑裂缝损失程度，重新确定加砂量计算方法。建立了考虑裂缝损失程度的低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法：加砂量＝(2×设定裂缝半长×设定裂缝高度×裂缝宽度)/(1-裂缝损失程度)。其中，裂缝半长依据压裂改造需要，设定裂缝半长；其中，裂缝高度依据储层改造需要及隔层遮挡性，设定裂缝高度；其中，裂缝宽度：水力压裂裂缝宽度为0.005m。图2是本专利技术实施例一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法中不同水平应力差与裂缝损失程度关系曲线。如图2所示，水力压裂实验所测得的不同应力差与裂缝损失程度的曲线表明，对于水平最大、最小主应力差异小的油田容易形成复杂裂缝及裂缝延伸损伤。一般认为，岩石应力-应变曲线的非线性是由于其受力后的不断损伤引起的微裂缝的萌生和扩展造成，用弹性损伤力学的本构关系描述岩石的细观力学性质是合理有效的。根据弹性损伤理论，单元的弹性模量随着损伤的增加逐渐降低，损伤方程为：E＝(1-D)E0；式中，E0、E分别为损伤前后的弹性模量；初始弹性模量；D为损伤变量。当单元的拉应力达到单轴抗拉强度ft0，即σ3≤-ft0(RFPA以压应力为正)，损伤变量表示为：其中，λ＝ftr/ft0；εt0＝ηεtu。式中，λ为残余强度系数，由残余抗拉强度ftr决定；εt0为变形到达弹性极限时的拉伸应变；εtu为极限拉伸应变，代表此时单元己丧失了抗拉能力；η为极限拉应变系数。在多轴应力状态下，单元主应变可能高于应变εt0此时需计算等效主应变：式中，ε1、ε2、ε3均为三个主应变；<>为计算操作符，含义为：此时损伤变量为：上述模拟结果表明，岩石断裂表面并不是平直扩展的，无论是从微观晶体或宏观断裂尺度上观察，岩石断裂都呈现出了明显的弯折性、粗糙性，即表现出分型特征。为了量化裂缝分型程度，引入裂缝损失程度的概念，模拟了水平应力差2～7MPa下的裂缝损失程度，并绘制关系曲线。裂缝损失程度＝(设定裂缝长度-实际裂缝长度)/设定裂缝长度。图3是为未经过本专利技术一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法优化的原压裂裂缝示意图。图4是本专利技术实施例一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法的压裂裂缝示意图。如图3和图4所示，应用新加砂量计算方法，加砂量提高了1/(1-裂缝损失程度)倍，压裂规模得到加大，储层改造的体积大幅增加，达到了压裂设定缝长，提高了措施改造的效果。同时，本专利技术提供一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算装置，包括：存储器和处理器及存储在存储器上并可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，其特征在于，包括：获取或计算裂缝损失程度；计算加砂量；所述加砂量=（2×设定裂缝半长×设定裂缝高度×裂缝宽度）/（1‑所述裂缝损失程度）；所述低应力为小于4Mpa的应力。

【技术特征摘要】
1.一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，其特征在于，包括：获取或计算裂缝损失程度；计算加砂量；所述加砂量=（2×设定裂缝半长×设定裂缝高度×裂缝宽度）/（1-所述裂缝损失程度）；所述低应力为小于4Mpa的应力。2.根据权利要求1所述一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，其特征在于：所述裂缝宽度为水力压裂的裂缝宽度。3.根据权利要求2所述一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，其特征在于：所述水力压裂的裂缝宽度为0.005m。4.根据权利要求1～3任一项所述一种低应力差垂直裂缝压裂加砂量计算方法，其特征在于：所述裂缝损失程度=(设定裂缝长度-实际裂缝长度)/设定裂缝长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传绪，孙成岩，王殿庆，苗国晶，庄德宝，马开春，尹喜永，王忠凯，高艳秋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，大庆油田有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11