确定水平井人工裂缝间距的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种确定水平井人工裂缝间距的方法及装置，其中方法包括：分别确定水平井人工裂缝的油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系；根据所述油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系，确定地层中任意点处的压力；根据地层中任意点处的压力、及非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型；通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距。本发明专利技术可以准确确定水平井人工裂缝间距并降低计算复杂度和工作量。

【技术实现步骤摘要】
确定水平井人工裂缝间距的方法及装置
本专利技术涉及油气田开发工程
，尤其涉及确定水平井人工裂缝间距的方法方法及装置。
技术介绍
水平井人工裂缝间距是特低渗透油藏水平井分段压裂优化设计的重要内容。国内外关于人工裂缝间距的确定，主要采用物理模拟方法、数值模拟方法或油藏工程方法等。其核心思想是利用压裂水平井的采油指数或投入产出比为目标函数，通过大量的物理模拟实验、数值模拟研究或油藏工程计算，寻找该目标函数与裂缝条数的关系，进而通过求取函数极值，得到最佳的裂缝条数，最后根据水平段长度反求合理的裂缝间距范围。这些方法大都计算过程繁杂、工作量很大，且是以线性达西定律为基础的。而特低渗透油藏开发过程中存在明显的非达西渗流特征，采用物理模拟方法、或数值模拟方法或油藏工程方法很难客观反映非达西渗流特征的影响，因此其计算结果往往存在较大误差。并且，进行一次物理模拟、数值模拟或油藏工程计算将耗费大量的人力和物力，也不能回答水平井多段压裂时其人工裂缝的技术间距到底应该为多大的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种确定水平井人工裂缝间距的方法，用以准确确定水平井人工裂缝间距并降低计算复杂度和工作量，该方法包括：分别确定水平井人工裂缝的油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系；根据所述油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系，确定地层中任意点处的压力；根据地层中任意点处的压力、及非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型；通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距。一个实施例中，所述分别确定水平井人工裂缝的油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系之前，还包括：按如下方式建立水平井人工裂缝的物理模型：将水平井人工裂缝形状抽象为矩形，水平井筒垂直贯穿于矩形裂缝中心；将水平井人工裂缝的渗流过程分为油藏至裂缝渗流过程和裂缝至井筒渗流过程；在油藏至裂缝渗流过程中，每条人工裂缝简化为线源，流体在油藏中发生平面二维椭圆流动且流动行为遵循非达西渗流规律，将所述平面二维椭圆流动抽象为以油井为中心，以裂缝端点为焦点的共轭等压椭圆柱面和双曲面流线族；在裂缝至井筒渗流过程中，流体在裂缝内发生平面单向和平面径向复合流动且流动行为遵循达西线性渗流规律。一个实施例中，所述根据地层中任意点处的压力、及非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型，包括按如下公式建立水平井人工裂缝间距的数学模型：其中，bi为共轭等压椭圆的最大短半轴半径，m；xf为人工裂缝半长，m；pi为原始油藏压力，MPa；pw为井底压力，MPa；k为油藏渗透率，10-3μm2；μ为流体粘度，mPa·s；α、β为待定常数，无量纲；h为油层厚度，m；kfw为人工裂缝导流能力，μm2·cm；rw为井筒半径，m；A为裂缝面积，m2；CA为裂缝形状因子，无量纲。一个实施例中，所述通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距，包括：根据室内渗流实验，测试启动压力梯度与流度的关系，确定待定常数α和β；根据油藏参数和压裂施工参数，按如下公式计算裂缝面积和裂缝形状因子：A＝2xfh；求解共轭等压椭圆的最大短半轴半径bi；按如下公式求得水平井人工裂缝间距d：d＝2bi。一个实施例中，所述通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距，包括：逐条计算不同裂缝的共轭等压椭圆的最大短半轴半径；根据不同裂缝的共轭等压椭圆的最大短半轴半径，确定两相邻裂缝的间距。本专利技术实施例还提供一种确定水平井人工裂缝间距的装置，用以准确确定水平井人工裂缝间距并降低计算复杂度和工作量，该装置包括：压力产量关系确定模块，用于分别确定水平井人工裂缝的油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系；地层压力确定模块，用于根据所述油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系，确定地层中任意点处的压力；间距模型建立模块，用于根据地层中任意点处的压力、及非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型；裂缝间距确定模块，用于通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距。一个实施例中，所述的装置还包括：裂缝模型建立模块，用于按如下方式建立水平井人工裂缝的物理模型：将水平井人工裂缝形状抽象为矩形，水平井筒垂直贯穿于矩形裂缝中心；将水平井人工裂缝的渗流过程分为油藏至裂缝渗流过程和裂缝至井筒渗流过程；在油藏至裂缝渗流过程中，每条人工裂缝简化为线源，流体在油藏中发生平面二维椭圆流动且流动行为遵循非达西渗流规律，所述平面二维椭圆流动抽象为以油井为中心，以裂缝端点为焦点的共轭等压椭圆柱面和双曲面流线族；在裂缝至井筒渗流过程中，流体在裂缝内发生平面单向和平面径向复合流动且流动行为遵循达西线性渗流规律。一个实施例中，所述间距模型建立模块具体用于按如下公式建立水平井人工裂缝间距的数学模型：其中，bi为共轭等压椭圆的最大短半轴半径，m；xf为人工裂缝半长，m；pi为原始油藏压力，MPa；pw为井底压力，MPa；k为油藏渗透率，10-3μm2；μ为流体粘度，mPa·s；α、β为待定常数，无量纲；h为油层厚度，m；kfw为人工裂缝导流能力，μm2·cm；rw为井筒半径，m；A为裂缝面积，m2；CA为裂缝形状因子，无量纲。一个实施例中，所述裂缝间距确定模块具体用于：根据室内渗流实验，测试启动压力梯度与流度的关系，确定待定常数α和β；根据油藏参数和压裂施工参数，按如下公式计算裂缝面积和裂缝形状因子：A＝2xfh；求解共轭等压椭圆的最大短半轴半径bi；按如下公式求得水平井人工裂缝间距d：d＝2bi。一个实施例中，所述裂缝间距确定模块具体用于：逐条计算不同裂缝的共轭等压椭圆的最大短半轴半径；根据不同裂缝的共轭等压椭圆的最大短半轴半径，确定两相邻裂缝的间距。本专利技术实施例中，利用非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型，通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距，能够客观反映非达西渗流特征的影响，计算结果更为准确、可靠；并且无需进行大量的物理模拟实验、数值模拟研究或油藏工程计算，计算过程相对简单，工作量较小，可以节省人力和物力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中确定水平井人工裂缝间距的方法示意图；图2为本专利技术实施例中压裂水平井及裂缝间距的示意图；图3为本专利技术实施例中油藏-裂缝渗流过程中流体流动示意图；图4为本专利技术实施例中裂缝-井筒渗流过程中流体流动示意图；图5为本专利技术实施例中传统方法的压裂水平井产量与裂缝条数的关系图；图6为本专利技术实施例中确定水平井人工裂缝间距的装置的示意图；图7为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定水平井人工裂缝间距的方法，其特征在于，包括：分别确定水平井人工裂缝的油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系；根据所述油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系，确定地层中任意点处的压力；根据地层中任意点处的压力、及非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型；通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距。

【技术特征摘要】
1.一种确定水平井人工裂缝间距的方法，其特征在于，包括：分别确定水平井人工裂缝的油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系；根据所述油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系，确定地层中任意点处的压力；根据地层中任意点处的压力、及非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型；通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距；所述分别确定水平井人工裂缝的油藏至裂缝渗流过程中压力与产量的关系、及裂缝至井筒渗流过程中压力与产量的关系之前，还包括：按如下方式建立水平井人工裂缝的物理模型：将水平井人工裂缝形状抽象为矩形，水平井筒垂直贯穿于矩形裂缝中心；将水平井人工裂缝的渗流过程分为油藏至裂缝渗流过程和裂缝至井筒渗流过程；在油藏至裂缝渗流过程中，每条人工裂缝简化为线源，流体在油藏中发生平面二维椭圆流动且流动行为遵循非达西渗流规律，将所述平面二维椭圆流动抽象为以油井为中心，以裂缝端点为焦点的共轭等压椭圆柱面和双曲面流线族；在裂缝至井筒渗流过程中，流体在裂缝内发生平面单向和平面径向复合流动且流动行为遵循达西线性渗流规律。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据地层中任意点处的压力、及非达西渗流规律中油藏最远边缘处流体刚好发生流动的渗流条件，建立水平井人工裂缝间距的数学模型，包括按如下公式建立水平井人工裂缝间距的数学模型：其中，bi为共轭等压椭圆的最大短半轴半径，m；xf为人工裂缝半长，m；pi为原始油藏压力，MPa；pw为井底压力，MPa；k为油藏渗透率，10-3μm2；μ为流体粘度，mPa·s；α、β为待定常数，无量纲；h为油层厚度，m；kfw为人工裂缝导流能力，μm2·cm；rw为井筒半径，m；A为裂缝面积，m2；CA为裂缝形状因子，无量纲。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距，包括：根据室内渗流实验，测试启动压力梯度与流度的关系，确定待定常数α和β；根据油藏参数和压裂施工参数，按如下公式计算裂缝面积和裂缝形状因子：A＝2xfh；求解共轭等压椭圆的最大短半轴半径bi；按如下公式求得水平井人工裂缝间距d：d＝2bi。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距，包括：逐条计算不同裂缝的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝明强，胡永乐，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11