一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法技术

本发明专利技术公开了一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，具体步骤如下：收集基本参数；将加入暂堵剂后的水力裂缝划分成两条水力裂缝，计算裂缝面上各点的应力；通过对裂缝壁面的受力分析，建立在水力裂缝中加入暂堵剂后裂缝壁面暂堵起裂转向的判断准则；定量分析不同裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂和封堵压力以及暂堵剂的封堵长度对裂缝壁面暂堵起裂的影响。本发明专利技术充分考虑了水力裂缝延伸产生的诱导应力场、地层孔隙流体压力变化产生的诱导应力场、暂堵剂的性能参数以及暂堵剂的封堵长度等参数的有机结合，能够有效预测重复压裂井缝内暂堵裂缝的起裂位置和方位，可以有效提高重复压裂暂堵转向改造效果。

Method for judging temporary plugging initiation cracking in repeated fracturing well seam

The invention discloses a refractured well sewn inside the temporary plugging up method to determine the crack, concrete steps are as follows: the collection of basic parameters; adding temporary plugging agent after hydraulic fracture is divided into two hydraulic fracture, calculation of fracture surface of each point on the stress of wall cracks; through the stress analysis, the establishment of join the temporary plugging agent after the cracks in the walls of temporary plugging criteria in turn up the crack in hydraulic fracture; quantitative analysis of different crack length and crack in net fluid pressure, temporary plugging agent and sealing pressure and temporary plugging agent on the length of the fracture surface of temporary plugging and cracking effect. The invention fully considers the propagation of hydraulic fracture induced stress field, induced pore fluid pressure changes the stress field, temporary plugging agent and the organic combination of the performance parameters of temporary plugging agent length and other parameters, can effectively predict refractured well fracture plugging crack initiation position and orientation that can effectively improve refracturing temporary blocking effect to the transformation.

【技术实现步骤摘要】
一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法
本专利技术涉及油气藏水力压裂增产改造措施，具体是一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法。
技术介绍
低渗透油气藏普遍具有低孔、低渗，自然产能较低，稳产条件差等特征，水力压裂是开发这类油气藏的关键技术。受工程地质、施工参数等多种因素影响，压裂井经过长期的生产，水力裂缝导流能力逐渐降低直至失效，严重影响油气井的正常生产。针对这类井，鉴于初次裂缝控制的油气已基本被采出，通常通过实施重复转向压裂工艺形成新裂缝(缝内暂堵转向，图1)，扩大水力裂缝对油气的沟通区域，以动用老裂缝控制区以外的油气资源。该工艺能否成功的关键就是判断水力裂缝在压裂过程中，通过加入暂堵剂后是否会重新起裂新的裂缝。目前缝内暂堵转向裂缝起裂判断方法主要有以下：(1)宋振云等(一种实现重复压裂造新缝的方法，专利号：200510096443.6，2005)运用以下判据来判断重复压裂产生新裂缝：当施工压力条件满足理论判据中的pinj≥σh+T0,即可判定重复压裂过程产生新的拉伸裂缝，其中pinj为井底延伸压力，σH、σh分别为最大、小水平主应力，T0为岩石抗张强度。(2)杜宗和等(杜宗和，李佳琦，聂洪力.缝内二次转向压裂技术探索[J].新疆石油地质，2013，34(3):349-353.)应用KI和KII断裂准则来研究缝内转向起裂的问题，其理论判据为当临界应力强度因子满足：其中KIc为临界应力强度因子，θ0为起裂角，KI为I型强度因子，KII为II型强度因子。(3)许洪星等(一种低渗透气藏转向重复压裂工艺方法，专利号：201510144184.3，2015)通过选择暂堵剂的封堵强度大于改造层位最大、最小水平主应力差值条件，来判定重复压裂缝内暂堵转向。上述缝内暂堵转向裂缝起裂判断方法(1)和(3)只考虑了暂堵剂的性能参数(封堵压力)对裂缝起裂的影响，但忽略了水力裂缝延伸产生的诱导应力、地层孔隙流体压力变化产生的诱导应力等因素的影响，且不能判断新缝的起裂方向；方法(2)可以用来判断新缝的起裂模式：张开或剪切，但忽略了地层孔隙流体压力变化和暂堵剂的性能参数等造成的影响。上述重复压裂井缝内暂堵转向裂缝起裂判断方法均不能实现分析暂堵剂位置对新缝起裂的影响，也没有将水力裂缝诱导应力、由于生产导致地层孔隙流体压力下降产生的诱导应力以及暂堵剂封堵能力参数进行有机结合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提高重复压裂暂堵转向改造效果的重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，具体步骤如下：1)收集储层包括地层参数、水力裂缝参数、施工参数、暂堵剂性能参数的基本参数；2)将加入暂堵剂后的水力裂缝划分成两条水力裂缝，计算裂缝面上各点的应力；3)通过对裂缝壁面的受力分析，建立在水力裂缝中加入暂堵剂后裂缝壁面暂堵起裂转向的判断准则；4)定量分析不同裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂的封堵压力以及暂堵剂的封堵长度对裂缝壁面暂堵起裂的影响。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤1)中的基本参数具体包括：地层的最大、最小水平主应力，原始地层压力和当前地层压力、岩石的泊松比和抗张强度，水力裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂的封堵长度和封堵压力参数。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤2)中的两条水力裂缝分别为HF1和HF2，长度分别为l1和l2，且每条水力裂缝的尖端分别为O1和O2；原水力裂缝半翼长为Lf，暂堵剂在裂缝内封堵长度为d。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤3)中裂缝壁面的受力是由水力裂缝延伸产生的诱导应力和地层孔隙流体压力变化产生的诱导应力与原地应力的叠加。作为本专利技术进一步的方案：所述水力裂缝延伸产生的诱导应力计算如下：式中：σxx1、σyy1、τxy1分别为水力裂缝延伸在x和y方向产生的诱导正应力和诱导剪应力分量，MPa；分别为O1和O2端岩石的应力强度因子，其值分别为和其中pnet1、pnet2分别为裂缝HF1和HF2内净压力，分别为裂缝面上的点到水力裂缝尖端O1与O2的连线与最大水平主应力方向的夹角，rad；分别为裂缝面上的点到水力裂缝尖端O1与O2的距离，m。作为本专利技术进一步的方案：所述地层流体压力变化产生的诱导应力计算如下：式中：σxx2，σyy2分别为地层孔隙流体压力变化在x和y方向产生的诱导应力分量，MPa；ν为储层岩石泊松比，无因次；α为Biot多孔弹性系数，无因次；pp为当前地层压力，MPa；pe为原始地层压力，MPa。作为本专利技术进一步的方案：所述诱导应力与原地应力的叠加计算如下：将式(1)、(2)代入(3)中，得到裂缝壁面任意一点的应力分布：式中：σx，σy，τxy分别为在x和y坐标下正应力和剪应力分量，MPa。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤3)中在水力裂缝中加入暂堵剂后裂缝壁面暂堵起裂转向的判断准则如下：水力裂缝壁面任意一点处的最大主应力σ1为：在水力裂缝壁面的新缝起裂准则应用最大张应力准则，即最大主应力σ1大于岩石的抗张强度T0时，裂缝壁面岩石起裂：σ1≥T0(6)裂缝起裂角γ为：其中，γ值为正，表示裂缝壁面岩石向上破裂；γ值为负，表示裂缝壁面岩石向下破裂。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤4)具体为结合包括地层参数、水力裂缝参数、施工参数、暂堵剂性能参数的基本参数，定量分析裂缝HF1的长度l1、裂缝HF1内流体净压力pnet1、暂堵剂的封堵压力△p和暂堵剂的封堵长度d对裂缝HF1和裂缝HF2壁面起裂的影响。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术充分考虑了水力裂缝延伸产生的诱导应力场、地层孔隙流体压力变化产生的诱导应力场、暂堵剂的性能参数以及暂堵剂的封堵长度等参数的有机结合，能够有效预测重复压裂井缝内暂堵裂缝的起裂位置和方位，可以有效提高重复压裂暂堵转向改造效果。附图说明图1为重复压裂缝内暂堵转向示意图。图2为本专利技术中重复压裂缝内暂堵物理模型示意图。图3为本专利技术实施例中裂缝HF1的长度l1变化对尖端O1和O2起裂的影响示意图。图4为本专利技术实施例中裂缝HF1内净压力pnet1变化对尖端O1和O2起裂的影响示意图。图5为本专利技术实施例中暂堵剂的封堵压力△p变化对尖端O1和O2起裂的影响示意图。图6为本专利技术实施例中暂堵剂的封堵长度d变化对尖端O1和O2起裂的影响示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，具体步骤如下：1)收集储层包括地层参数、水力裂缝参数、施工参数、暂堵剂性能参数的基本参数；2)将加入暂堵剂后的水力裂缝划分成两条水力裂缝，计算裂缝面上各点的应力；3)通过对裂缝壁面的受力分析，建立在水力裂缝中加入暂堵剂后裂缝壁面暂堵起裂转向的判断准则；4)定量分析不同裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂的封堵压力以及暂堵剂的封堵长度对裂缝壁面暂堵起裂的影响。所述步骤1)中的基本参数具体包括：地层的最大、最小水平主应力，原始地层压力和当前地层压力、岩石的泊松比和抗张强度，水力裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂的封堵长度和封堵压力参数。所述步骤2)中的两条水力裂缝分别为HF1和HF2，长度分别为l1和l2，且每条水力裂缝的尖端分别为O1和O2；原水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，其特征在于，具体步骤如下：1)收集储层包括地层参数、水力裂缝参数、施工参数、暂堵剂性能参数的基本参数；2)将加入暂堵剂后的水力裂缝划分成两条水力裂缝，计算裂缝面上各点的应力；3)通过对裂缝壁面的受力分析，建立在水力裂缝中加入暂堵剂后裂缝壁面暂堵起裂转向的判断准则；4)定量分析不同裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂的封堵压力以及暂堵剂的封堵长度对裂缝壁面暂堵起裂的影响。

【技术特征摘要】
1.一种重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，其特征在于，具体步骤如下：1)收集储层包括地层参数、水力裂缝参数、施工参数、暂堵剂性能参数的基本参数；2)将加入暂堵剂后的水力裂缝划分成两条水力裂缝，计算裂缝面上各点的应力；3)通过对裂缝壁面的受力分析，建立在水力裂缝中加入暂堵剂后裂缝壁面暂堵起裂转向的判断准则；4)定量分析不同裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂的封堵压力以及暂堵剂的封堵长度对裂缝壁面暂堵起裂的影响。2.根据权利要求1所述的重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，其特征在于，所述步骤1)中的基本参数具体包括：地层的最大、最小水平主应力，原始地层压力和当前地层压力、岩石的泊松比和抗张强度，水力裂缝长度、裂缝内流体净压力、暂堵剂的封堵长度和封堵压力参数。3.根据权利要求1所述的重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，其特征在于，所述步骤2)中的两条水力裂缝分别为HF1和HF2，长度分别为l1和l2，且每条水力裂缝的尖端分别为O1和O2；原水力裂缝半翼长为Lf，暂堵剂在裂缝内封堵长度为d。4.根据权利要求1所述的重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，其特征在于，所述步骤3)中裂缝壁面的受力是由水力裂缝延伸产生的诱导应力和地层孔隙流体压力变化产生的诱导应力与原地应力的叠加。5.根据权利要求4所述的重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，其特征在于，所述水力裂缝延伸产生的诱导应力计算如下：式中：σxx1、σyy1、τxy1分别为水力裂缝延伸在x和y方向产生的诱导正应力和诱导剪应力分量，MPa；分别为O1和O2尖端岩石的应力强度因子，其值分别为和其中pnet1、pnet2分别为裂缝HF1和HF2内净压力，分别为裂缝面上的点到水力裂缝尖端O1与O2的连线与最大水平主应力方向的夹角，rad；分别为裂缝面上的点到水力裂缝尖端O1与O2的距离，m。6.根据权利要求4所述的重复压裂井缝内暂堵起裂的判断方法，其特征在于，所述地层孔隙流体压力变化产生的诱导应力计算如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡辉，程小昭，郭建春，陶亮，王小魏，唐波涛，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51